人类大脑在遭受损伤或疾病后自我修复能力极差，而某些动物却能调动自身细胞能力，不仅修复损伤，甚至能完全再生大脑。美国佐治亚大学（University of Georgia，GA，USA）的研究人员近日在一类涡虫（planarian）中锁定了多个使脑再生成为可能的基因，相关成果发表于《Nature Communications》。

涡虫的再生能力与干细胞

涡虫与人类大脑一样，由称为神经元的特化细胞网络构成，这些细胞通过电信号或化学信号相互交流。部分神经元对光、触觉等刺激作出反应，另一些则控制运动。涡虫利用干细胞在受伤后替换神经元；人类虽然也有干细胞，却无法有效转化为足够的新神经元来愈合损伤。

涡虫没有循环系统或呼吸系统，但拥有可随时转变为身体所需任何类型细胞的干细胞，这使其成为脑与认知研究的宝贵模式动物。利用干细胞，涡虫仅凭一小块身体碎片就能再生出完整身体，重建组织、肌肉乃至大脑。

锁定近十几个关键基因

研究团队在涡虫中鉴定出近十几个基因，它们负责指导干细胞转变为产生多巴胺的神经元，并引导这些新神经元到达虫体正确位置。多巴胺不仅被称为“快乐”化学物质，还作为信号帮助神经元相互交流，并在控制运动中发挥关键作用。帕金森病患者正是由于多巴胺水平低而出现震颤和僵硬。

当研究人员敲除本研究中发现的某些基因后，涡虫难以生成新的多巴胺能神经元，并出现运动迟缓，类似于人类和其他哺乳动物多巴胺不足时的表现。

为脑疾病再生疗法提供线索

论文通讯作者、佐治亚大学富兰克林文理学院副教授Rachel Roberts-Galbraith表示：“从大处着眼，我们希望提出如何更好地赋能人类大脑自我再生的思路。利用简单动物所获得的脑再生认识，让我们有理由保持乐观。大脑不善于再生并非其固有属性，而是人类特有的问题。”

目前，医疗机构对帕金森病、阿尔茨海默病或创伤性脑损伤的治疗选择有限。若能像涡虫那样调动人体自身细胞来愈合创伤，将是颠覆性的突破。Roberts-Galbraith补充道：“我们弄清了在涡虫中制造这些细胞类型的遗传配方。希望这项工作能帮助他人找到从干细胞创建多巴胺能神经元的方法，从而更有效地移植给患者。”

该研究揭示了共享基因在涡虫中的工作机制，为研究人员探索人类中可能被激活的类似通路、设计针对创伤性脑损伤或疾病的更好疗法奠定了基础。

来源：BioTechniques（英文原文，生物航编译，内容以原文为准）