研究人员显示了协调组织再生的不同肌肉子集

普莱利亚人拥有令人印象深刻的再生能力，帮助白头研究所研究人员揭示了协调和模式再生的不同肌肉肌的斑块。照片：Lucila Scimone / Whitehead Institute

白头研究所为在策划组织再生过程中，为肌肉细胞的不同亚型照明了重要作用。

在今天在线出现的论文本质上，他们揭示了扁虫中肌肉纤维的亚型，需要引发启动再生计划的基因的活性。值得注意的是，在没有这些肌肉的情况下，再生未能进行。他们报告的另一种类型的肌肉是给予再生组织的适当模式所必需的，例如，形成一个头而不是两个。

“器官和组织再生中的中央奥秘之一是：动物如何发起所有导致再生的细胞和分子步骤？“ Biet Authore彼得·雷登（Peter Redden）的高级作者彼得德德登（MIT教授）和霍华德休斯医学院的调查员。“我们通过揭示一个令人惊讶的分子计划来帮助回答这个问题，其在肌肉细胞的亚组内操作，这有助于建立受伤后适当组织再生所需的分子信息。”

十多年来，Redden和他的实验室的研究人员已经研究了一个叫普通虫的再生的生物学机制。这些蠕虫具有一些令人印象深刻的再生能力：当切成两个时，每件蠕虫可以再生形成两个完全生物所需的身体部位。在以前的研究中，Reddien的团队鉴定了一组始终如一的基因，称为位置控制基因（PCG），其提供具有区域特定指令的细胞，如一组GPS坐标，告诉细胞在身体中的细​​胞，因此，重生的身体部位是什么。有趣的是，PGC在平面症肌肉细胞中活跃，表明肌肉可能在再生过程中发挥重要作用。

“这个发现提出了很多关于肌肉如何参与这个过程的问题，”Reddien说。

在平面图中，有少量肌肉细胞类型。例如，如果您将蠕虫视为简单的圆柱形管，则存在纵向肌肉纤维，其沿着管的长轴运行头部到尾部。还有圆形纤维，垂直于纵向纤维并拥抱管的外周。

为了评估这些不同肌肉细胞类型在再生中的作用，首先作者Lucila Scimone和她的同事需要一种选择性地删除它们的方法。当Myod时，发现专门在纵向纤维中发现的基因被抑制，那些纤维未形成。类似地，NKX1-1基因标记圆形纤维，并且当其功能减少时，它们不会发展。使用这些基因作为分子手术刀，Scimone和她的共同作者可以测试消除这些不同肌肉群对再生的影响。

令人惊讶的是，当除去纵向纤维时，结果是显着的。蠕虫通常正常生活，但是当他们受伤时（例如，移除的头部）无法再生缺失部分。

“这是一个惊人的结果;它告诉我们，这些纵向纤维对于从一开始就协调再生计划是必不可少的，“Redden的实验室的科学家Scimone说。

当研究人员深入发现发现时，他们了解到，当缺少纵向纤维时，两个关键基因的功能被破坏。这些基因，称为缺口和Follistatin，以其在再生中的根本作用，控制头部 - 与尾部决策和持续的细胞增殖，分别是组织损伤的基本作用。

除了这种对纵向纤维的重要作用外，研究小组还发现了圆形纤维的关键作用。当这些肌肉丢失时，刨普林人能够再生缺失的身体部位，但是什么重述是异常模式的。例如，可以在单个过度的不是一个外部而不是一个的两个头部重新生成两个头。

这些结果强调了在指示组织再生计划的情况下，肌肉的肌肉众所周知，肌肉众所周知的重要作用。Whitehead研究人员将继续探讨不同肌肉细胞类型在平面图再生中的作用，并且还探讨了其他具有再生能力的其他动物是否具有类似的肌肉局部规划，用于赋予定位信息。

雷登说，“在没有首先知道有些动物的机制使某些动物如此令人惊讶的情况下，就很难理解人类的能力，而不是先知道有什么机制

这项工作得到了国家卫生研究院，霍华德休斯医学院，以及埃莉诺施瓦茨慈善基金会的支持。

出版物：M. lucila scimone等，“正交肌肉纤维在平面图再生中具有不同的指导作用，”自然，2017年; DOI：10.1038 / Nature24660