【六角龙】大脑受伤时如何自我恢复？华达建立了世界上第一张大脑再生的时空地图。

中青报中青网记者刘邦

9月2日，由华大生命科学研究院主导的第一张蝾螈大脑再生时空地图以封面文章的形式刊登在国际学术杂志《科学》 (Science)上。也是世界上第一个大脑再生时空地图。

研究小组以华大时空组织学Stereo-seq技术为基础，系统分析比较了蝾螈大脑发育和再生过程，找出蝾螈大脑再生过程中重要的神经干细胞子集，描述了这种干细胞子集重建受损神经元的过程，发现大脑再生和发育过程有一定的相似性，有助于认知脑结构和发育过程，为神经系统的再生医学研究和治疗提供了新的方向。

因此，短短6个月内，华大的施工组织学和单细胞技术相关成果分别为《细胞》 (Cell)、《自然》 (Nature)、《科学》 (SCC)

《科学》期刊封面。化工企业等级图

此次研究中使用的墨西哥钝蟒是蝾螈(又称六角恐龙)的一种，外形独特，可爱，具有强大的再生能力。如果人类不幸断肢，伤口会慢慢愈合，但新的肢体不会生长。如果器官发生病变或损伤，就要依靠器官移植进行治疗。

神奇的是，墨西哥的钝蟒不仅能再生四肢、尾巴、眼睛、皮肤、肝脏等器官，还能再生大脑，因此科学家们可以作为重要的模型生物研究与再生相关的难题。

“除了强大的再生能力外，蝾螈在进化上比其他硬骨鱼类更高，与哺乳动物的大脑结构有更高的相似性。同时，其基因编码序列与人类非常相似，将研究蝾螈大脑再生的启动机制，发现其中重要的基因，或为人类神经系统损伤或退行性疾病的修复提供重要指导。”论文共同通信作家、杭州华大生命科学研究院邱英博士表示。

研究发现，由华大等单位组成的研究小组首先构建了涵盖6个发育关键时期的蝾螈大脑发育时空图谱，展示了各种神经元的分子特性和空间分布的动态变化，并对蝾螈大脑从青少年时期开始具有空间区域特征的神经干细胞亚型进行了特化处理。

照片是《科学》主页截图。

研究组为了研究蝾螈脑损伤后的再生过程，对蝾螈大脑的皮质区域进行了机械损伤手术，并分析了再生第七个时间点(损伤后2、5、10、15、20、30、60天)的大脑样本。时空数据结果显示，伤口部位在损伤初期出现了新的神经干细胞子集，这些重要细胞是在损伤区域附近的其他神经干细胞子集受到损伤刺激后转化的。而且，为了填补后续再生过程中受损部位的神经元不足，新出现了神经元。

另外，伤口在早期开始被新生组织逐渐填满，但直到损伤后的第60天，才观察到时空地图上受损区域的细胞类型和空间分布恢复到完好状态。

通过比较蝾螈大脑发育和再生过程中神经元的形成过程，研究人员发现这一过程在再生和发育过程中非常相似，并表明脑损伤可以诱导蝾螈神经干细胞反向循环，使其回到发育期的年轻状态，开始再生过程。

“本研究主要基于华大自主开发的时空组织学技术Stereo-seq，达到纳米级的亚细胞分辨率，结合蝾螈细胞体积大的优点，使研究人员能够从时空简单细胞分辨率分析蝾螈大脑再生过程中的重要细胞类型，追踪细胞谱系变化的空间轨迹。论文的第一作者、杭州华大生命科学研究院魏晓宇博士说。

“蝾螈大脑发育及再生时空肝细胞图谱的构建，对于理解大脑再生这一重要生命过程、两栖类大脑结构、大脑结构的进化具有重要意义。寻找有效的临床治疗方法，为促进人类组织机构的自我修复和再生提供了新的方向，为物种进化研究提供了宝贵的数据资源。”论文共同通信作家、华大生命科学研究院院长徐信说：“未来，我们将通过时空多学期技术，探索更多器官、更多物种的发育和再生过程，寻找再生过程的核心调控机制，帮助人类再生医学的发展。”

蝾螈大脑再生时空地图。照片来源：科学

此次研究由杭州华大生命科学研究院牵头，来自联合深圳华大生命科学研究院、青岛华大基因研究院、广东省人民医院、华南师范大学、武汉大学、中国科学院大学生命科学学院、深圳湾研究所、美国Whitehead生物医学研究所、丹麦哥本哈根大学等中国、美国、丹麦三个国家和地区的17家

据介绍，该研究经过伦理审查，遵循了相应的法规和伦理规范。实验中使用的墨西哥钝蝾螈是为实验室培养的。

责任编辑：邱成辉

资料来源：中国青年报客户