陈根：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一个迷人且非常复杂的生物过程。斑马鱼、蝾螈和壁虎等脊椎动物可以愈合伤口，甚至再生失去的心脏、尾巴、晶状体器官或附属物。用少数组织和细胞再生整个生命体的“能力”也广泛应用于干细胞生物学和医学的再生。

蚯蚓是再生能力最突出的附肢。蚯蚓不仅是土壤生态系统的重要成员，而且以其前段和后段极强的再生能力而闻名。但在过去，蚯蚓为什么有再生能力一直是个谜。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。

我们的研究团队发现，涡虫等高再生物种的核心调节因子EGR1(一种早期生长因子)不仅在蚯蚓再生过程中差异表达，而且还显著差异表达并上调其侧翼的LINE2转座因子，因此推测这些差异表达显著的元件可能通过调节邻近基因参与蚯蚓再生过程。另一方面，研究团队在蚯蚓基因组中发现了大量的基因复制事件。这些扩展的基因家族主要集中在发育生物学途径中，而发育和再生在一些途径中可能常常是共同的。

研究小组还发现，一些显著扩展的基因家族可能通过增加拷贝数剂量效应来调节蚯蚓再生过程。此外，对蚯蚓再生早期单细胞转录组的分析表明，干细胞是蚯蚓再生72小时后伤口愈合部位的高比例细胞，多能干细胞在蚯蚓再生早期发挥重要作用。

对人类来说，干细胞是一种具有增殖和分化能力的多能细胞。在一定条件下，这种细胞可以从单个细胞分化成许多不同的细胞，就像树枝、树叶和花朵可以在树干上产生一样。

根据分化能力，干细胞可分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。全能干细胞一般指从受精卵到卵裂期32细胞的所有细胞，可以分化成任何类型的细胞。但随着人体的发育成熟，体内的细胞逐渐失去分化能力，只有骨髓、脂肪等仍保留少量具有分化能力的细胞。

干细胞有广泛的医疗用途。本研究提供的一些蚯蚓再生的候选分子细胞学机制也提示蚯蚓可以作为研究再生生物学或再生医学的新模型，这将有助于干细胞的研究和应用。