蚯蚓再生能力探究，将建立再生医学新模型

文/陈根

自然界中动物的再生能力，一直是个令人着迷且非常复杂的生物学过程。斑马鱼、蝾螈、壁虎等脊椎动物可以治愈创伤，甚至让丢失的心脏、尾巴、晶状体器官或者附肢再生。用少量组织和细胞再生整个生命体的“本领”，也被广泛用于干细胞生物学和再生医学研究。

附肢再生的能力里以蚯蚓最为出圈，蚯蚓不仅是土壤生态系统中的重要成员，也以拥有极强的前后部体节再生能力著称。但以前，蚯蚓为何拥有再生的本领一直是个谜。近日，中科院昆明动物研究所发表在《自然·通讯》上的一项研究成果，揭示了蚯蚓再生的分子细胞学机制。

课题组发现，核心调控涡虫这样的高度再生物种的EGR1（一种早期生长因子），不仅在蚯蚓再生过程中发生差异高表达，而且其侧翼的LINE2转座元件也发生显著差异表达上调，因此推测这些显著差异表达的元件可能通过调控邻近基因来参与蚯蚓再生过程。另一方面，课题组在蚯蚓基因组中发现大量基因复制事件，这些扩张的基因家族主要富集在发育生物学通路，而发育和再生在某些通路可能往往是共通的。

课题组还发现，某些显著扩张的基因家族可能通过增加其拷贝数剂量效应来调控蚯蚓再生过程。此外，蚯蚓再生早期的单细胞转录组解析暗示，蚯蚓再生早期72小时后损伤愈合部位细胞的高比例组分是干细胞，且多能干细胞在蚯蚓再生早期过程中具有重要作用。

对于人类来说，干细胞 (stem cell)是人体中具有增殖和分化能力的一类多潜能细胞。在一定条件下，该类细胞可以从单一细胞分化为多种不同细胞，就像树干上可以生出树枝、叶子、花朵一样。

根据分化能力的不同，干细胞可以分为全能干细胞（totipotent stem cell)、多能干细胞（pluripotent stem cell)和单能干细胞（unipotent stem cell)。全能干细胞一般指受精卵到卵裂期32细胞前的所有细胞，这类细胞可以分化为任何类型的细胞。而随着人体的发育成熟，体内的细胞渐渐失去分化的能力，只有骨髓、脂肪等仍保留着少量具有分化能力的细胞。

干细胞具有广泛的医疗用途，此项研究提供的一些蚯蚓再生的候选分子细胞学机制，也提出了蚯蚓可作为研究再生生物学或再生医学的新模型，对于干细胞的研究应用将有良好助益。