从柔软的海洋生物到治疗衰老和愈合的奥秘

　　研究一种微小的海洋生物如何仅用嘴再生整个新身体的人对愈合和衰老的见解。研究人员对水螅虫(Hydractinia symbiolongicarpus)的RNA进行了测序，水螅虫是一种生活在寄居蟹壳上的小管状动物。就在水螅虫开始再生新身体的时候，研究人员发现了一种与衰老生物过程相关的分子特征，也被称为衰老。

　　

美国国立卫生研究院下属的国家人类基因组研究所(NHGRI)的校内研究项目主任查尔斯·罗蒂米博士说:“像这样探索不寻常生物体生物学的研究揭示了许多生物过程是多么普遍，以及我们对它们的功能、关系和进化还有多少了解。这些发现很有可能为人类生物学提供新的见解。”

解开基本生物过程(如衰老和愈合)的进化起源，对于理解人类健康和疾病至关重要。人类有一定的再生能力，比如愈合骨折，甚至让受损的肝脏再生。其他一些动物，如蝾螈和斑马鱼，可以替换整个四肢并补充各种器官。然而，具有简单身体的动物，如水螅虫，通常具有最极端的再生能力，例如从组织碎片中生长出一个全新的身体。

衰老的再生作用与人类细胞的发现相反。“大多数关于衰老的研究都与慢性炎症、癌症和与年龄有关的疾病有关，”NHGRI的高级科学家、该研究的作者之一安迪·巴克斯瓦尼斯博士说。“通常，在人类中，衰老细胞保持衰老状态，这些细胞引起慢性炎症，并诱导邻近细胞衰老。从水螅这样的动物身上，我们可以了解衰老是如何有益的，并扩大我们对衰老和愈合的理解。”

此前，研究人员发现水螅虫有一组特殊的干细胞用于再生。干细胞可以转化为其他类型的细胞，因此对于创造新的身体部位很有用。在人类中，干细胞主要在发育过程中发挥作用，但像水螅虫这样高度再生的生物在其一生中都使用干细胞。水螅虫将驱动再生的干细胞储存在身体的下躯干。然而，当研究人员移除远离干细胞所在部位的口腔时，口腔会长出一个新的身体。与人类细胞不同的是，一些高度再生的生物体的成年细胞在生物体受伤时可以恢复为干细胞，尽管这一过程尚不清楚。因此，研究人员推测水螅虫必须产生新的干细胞，并寻找可能指导这一过程的分子信号。

当RNA测序指向衰老时，研究人员扫描了水螅虫的基因组，寻找与人类衰老相关的基因序列。在他们发现的三个基因中，有一个在动物被切割部位附近的细胞中被“打开”。当研究人员删除这个基因时，动物产生衰老细胞的能力被阻断，没有衰老细胞，动物就不能产生新的干细胞，也不能再生。

研究人员追踪了水螅虫的衰老细胞，以发现这种动物是如何避开衰老的有害影响的。出乎意料的是，这些动物把衰老细胞从嘴里吐了出来。虽然人类无法轻易摆脱衰老细胞，但衰老相关基因在水螅虫中的作用表明衰老过程是如何进化的。

我们人类最后一次和水螅虫——以及它的近亲水母和珊瑚——有共同的祖先是在6亿多年前，这些动物根本不会变老。由于这些因素，水螅虫可以为我们最早的动物祖先提供重要的见解。因此，研究人员推测再生可能是最早的动物衰老的原始功能。

“我们仍然不知道衰老细胞是如何触发再生的，也不知道这个过程在动物王国中有多普遍，”巴克斯瓦尼斯博士说。“幸运的是，通过研究我们最遥远的动物亲戚，我们可以开始揭开再生和衰老的一些秘密——这些秘密最终可能会推动再生医学领域和年龄相关疾病的研究。”

Miguel Salinas-Saavedra,  Febrimarsa, Gabriel Krasovec, Helen R. Horkan, Andreas D. Baxevanis, Uri Frank. Senescence-induced cellular reprogramming drives cnidarian whole-body regeneration. Cell Reports, 2023; 112687