小指甲大小的枝手水母能在兩到三天內再生出被截斷的觸手，但它是如何再生的呢？包括蠑螈和昆蟲在內的各種物種的功能組織再生都依賴於形成胚芽的能力，胚芽是一簇未分化的細胞，可以修復損傷並長成缺失的附肢。水母以及珊瑚和海葵等其他刺胞動物都表現出很強的再生能力，但它們如何形成關鍵的囊膜直到現在仍是一個謎。

日本科學家發現，枝手水母（Cladonema jellyfish）利用乾樣增殖細胞再生觸手，為囊泡形成過程及其在蠑螈等其他物種中的進化相似性提供了新的見解。

研究團隊揭示了類似幹細胞的增殖細胞–它們正在積極生長和分裂，但尚未分化成特定類型的細胞–出現在受傷部位，並幫助形成囊膜。研究結果於12月21日發表在科學期刊《PLOS Biology》。

太平洋枝手水母（Cladonema pacificum）的觸手呈分枝狀，在斷肢後能強有力地再生。資料來源：東京大學，藤田壯介

東京大學藥學研究生院講師、通訊作者中島雄一郎（Yuichiro Nakajima）說：”重要的是，囊泡中的這些幹樣增殖細胞與觸手中的常駐幹細胞不同。修復特異性增殖細胞主要為新形成的觸手的上皮–薄外層做出貢獻。”

中島說：”存在於觸手內和觸手附近的常住幹細胞負責在體內平衡和再生過程中生成所有細胞系，這意味著它們可以維持和修復水母一生中所需的任何細胞。修復特異性增殖細胞只有在受傷時才會出現。常駐幹細胞和修復特異性增殖細胞共同作用，使觸手功能在幾天內迅速再生。”

駐留幹細胞（綠色）和修復特異性增殖細胞（紅色）有助於觸手再生。資料來源：東京大學，藤田壯介

第一作者藤田宗介（Sosuke Fujita）是藥學研究生院中島實驗室的博士後研究員，他說，這項發現有助於研究人員理解不同動物群體的囊泡形成有何不同。

藤田說：”在這項研究中，我們的目的是利用刺胞水母的觸手（Cladonema）作為非兩棲類動物（或在胚胎髮育過程中不形成兩側–或左右–的動物）的再生模型，研究囊泡的形成機制。”

例如，蠑螈是能夠再生肢體的兩棲類。它們的肢體含有僅限於特定細胞類型需求的幹細胞，這一過程似乎與水母中觀察到的修復特異性增殖細胞類似。

“鑑於修復特異性增殖細胞類似於兩棲類蠑螈肢體中的受限幹細胞，我們可以推測，修復特異性增殖細胞形成的囊泡是動物進化過程中複雜器官和附肢再生獨立獲得的共同特徵。 “

截肢72 小時後，枝手水母的再生觸手已完全發揮作用。圖片來源：東京大學，藤田壯介

研究人員說，目前可用來研究細胞起源的工具太有限，無法闡明這些細胞的來源或識別其他不同的幹樣細胞。

中島（Nakajima）說：”必須引入遺傳工具，以便追蹤特定細胞系並在Cladonema中進行操作。最終，了解包括水母在內的再生動物的胚泡形成機制，可能有助於我們確定細胞和分子成分，從而提高我們自身的再生能力”。

參考文獻：藤田宗介、高橋真子、熊野學、倉永繪裡奈、三浦正行、中島裕一郎，《不同的干樣細胞群促進蛤龍觸手的功能性再生》，2023年12月21日， 《PLOS生物學》。

DOI: 10.1371/journal.pbio.3002435

編譯來源：ScitechDaily