人類能再生心臟嗎？答案是「一定能！」

當Mark Martindale決定追蹤肌肉細胞（例如心臟）進化起源時，他劍走偏鋒了。

海葵（sea anemone）是一種海洋生物。如果你把它切成許多塊，每一塊都能再生成一個新個體。為什麼海葵這麼牛，人類卻不行呢？在分析海葵「心臟」基因時，研究人員發現解釋海葵再生能力的關鍵在於，這些基因的相互作用存在差異。

Martindale說：「人類基因也具備交流潛力，這項發現將可解決心臟病治療和再生修復等醫學難題。」

原腸胚（gastrulation）是導致後生動物多樣化的關鍵性進化創舉，它允許動物胚胎形成不同胚層和特殊化組織。決定細胞命運的差異基因表達受細胞內和/或外信號輸入控制。β-連環蛋白/TCF和TGF-β骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）為兩側對稱動物（bilaterian metazoans）的胚層（germ layer）特化提供關鍵分子信號輸入。然而，BMP信號對珊瑚海葵（屬後生動物早期分支）內/中胚層特化的特殊作用仍缺乏直接實驗證據。

運用轉錄組學手段，研究人員發現，在原腸胚形成時期（受精後24小時）β-連環蛋白/TCF信號和BMP2/4信號為珊瑚海葵基因調節網路（gene regulatory network，GRN）提供不同輸入信號。令人驚訝的是，β-連環蛋白/TCF信號和BMP2/4信號調節GRN共同下游靶標基因子集的方式截然相反，導致胚胎細胞在空間和時間上的分離分化。

因此，β-連環蛋白/TCF信號和BMP2/4信號相互作用調節是胚胎分區以及口腔-反口軸（oral–aboral axis）圖案化的必要條件。

本研究支持「大多數動物的肌肉細胞起源於具有吸收和收縮特性的雙功能腸組織」這一觀點。雖然海葵內臟組織看起來並不像一顆跳動的心臟，但它確實經歷了緩慢的有節奏的收縮波，有點類似人類消化系統。

Martindale說：「這項發現揭示了為什麼表達『心臟』基因的海葵腸道細胞能轉成其他類型細胞，用於修復受損身體部位。」

該原始動物的肌肉細胞已經非常類似心臟。從胚胎開始，這些「心臟」基因就存在於每個骨骼肌內，遲早有一天，科學家們能誘導肌肉細胞再生為各種新細胞，也包括心臟細胞。

原文標題

Antagonistic BMP–cWNT signaling in the cnidarian Nematostella vectensis reveals insight into the evolution of mesoderm

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！