文/陳根

自然界中動物的再生能力，一直是個令人著迷且非常復雜的生物學過程。斑馬魚、蠑螈、壁虎等脊椎動物可以治愈創(chuàng)傷，甚至讓丟失的心臟、尾巴、晶狀體器官或者附肢再生。用少量組織和細胞再生整個生命體的“本領”，也被廣泛用于干細胞生物學和再生醫(yī)學研究。

附肢再生的能力里以蚯蚓最為出圈，蚯蚓不僅是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要成員，也以擁有極強的前后部體節(jié)再生能力著稱。但以前，蚯蚓為何擁有再生的本領一直是個謎。近日，中科院昆明動物研究所發(fā)表在《自然·通訊》上的一項研究成果，揭示了蚯蚓再生的分子細胞學機制。

課題組發(fā)現(xiàn)，核心調控渦蟲這樣的高度再生物種的EGR1（一種早期生長因子），不僅在蚯蚓再生過程中發(fā)生差異高表達，而且其側翼的LINE2轉座元件也發(fā)生顯著差異表達上調，因此推測這些顯著差異表達的元件可能通過調控鄰近基因來參與蚯蚓再生過程。另一方面，課題組在蚯蚓基因組中發(fā)現(xiàn)大量基因復制事件，這些擴張的基因家族主要富集在發(fā)育生物學通路，而發(fā)育和再生在某些通路可能往往是共通的。

課題組還發(fā)現(xiàn)，某些顯著擴張的基因家族可能通過增加其拷貝數(shù)劑量效應來調控蚯蚓再生過程。此外，蚯蚓再生早期的單細胞轉錄組解析暗示，蚯蚓再生早期72小時后損傷愈合部位細胞的高比例組分是干細胞，且多能干細胞在蚯蚓再生早期過程中具有重要作用。

對于人類來說，干細胞 (stem cell)是人體中具有增殖和分化能力的一類多潛能細胞。在一定條件下，該類細胞可以從單一細胞分化為多種不同細胞，就像樹干上可以生出樹枝、葉子、花朵一樣。

根據(jù)分化能力的不同，干細胞可以分為全能干細胞（totipotent stem cell)、多能干細胞（pluripotent stem cell)和單能干細胞（unipotent stem cell)。全能干細胞一般指受精卵到卵裂期32細胞前的所有細胞，這類細胞可以分化為任何類型的細胞。而隨著人體的發(fā)育成熟，體內的細胞漸漸失去分化的能力，只有骨髓、脂肪等仍保留著少量具有分化能力的細胞。

干細胞具有廣泛的醫(yī)療用途，此項研究提供的一些蚯蚓再生的候選分子細胞學機制，也提出了蚯蚓可作為研究再生生物學或再生醫(yī)學的新模型，對于干細胞的研究應用將有良好助益。