科学家从一种柔软的海洋生物身上发现了衰老和愈合的线索

国立卫生研究院的研究人员及其合作者发现了对治愈和衰老的见解，他们研究了一种微小的海洋生物如何仅从其嘴中再生出一个全新的身体。研究人员对Hydractinia symbiolongicarpus的 RNA 进行了测序，Hydractinia symbiolongicarpus 是一种生活在寄居蟹壳上的小型管状动物。就在水螅开始再生新身体时，研究人员检测到了与衰老(也称为衰老)生物过程相关的分子特征。根据发表在《细胞报告》上的研究，Hydractinia表明愈合和衰老的基本生物过程是相互交织的，为衰老如何进化提供了新的视角。

“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的普遍性，以及我们对它们的功能、关系和进化还有多少了解，”校内研究主任查尔斯·罗蒂米博士说国家人类基因组研究所 (NHGRI)(隶属于 NIH)的项目。“这些发现具有为人类生物学提供新见解的巨大潜力。”

解开衰老和愈合等基本生物过程的进化起源对于理解人类健康和疾病至关重要。人类具有一定的再生能力，例如治愈骨折，甚至再生受损的肝脏。其他一些动物，例如蝾螈和斑马鱼，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，通常具有最极端的再生能力，例如从组织碎片中长出一个全新的身体。

衰老的再生作用与人类细胞的发现形成鲜明对比。“大多数关于衰老的研究都与慢性炎症、癌症和与年龄相关的疾病有关，”NHGRI 的高级科学家、该研究的作者之一 Andy Baxevanis 博士说。“通常，在人类中，衰老细胞会保持衰老状态，这些细胞会引起慢性炎症并诱导邻近细胞衰老。从像Hydractinia这样的动物身上，我们可以了解衰老如何有益，并扩大我们对衰老和治愈的理解。”

此前，研究人员发现Hydractinia具有一组特殊的用于再生的干细胞。干细胞可以转化为其他类型的细胞，因此可用于创造新的身体部位。在人类中，干细胞主要在发育过程中发挥作用，但像水螅这样的高度再生生物体在其一生中都使用干细胞。水螅属将驱动再生的干细胞储存在身体的下躯干中。然而，当研究人员移除口腔(远离干细胞所在的部分)时，口腔就会长出一个新的身体。与被命运锁定的人类细胞不同，一些高度再生的生物体的成体细胞在生物体受伤时可以恢复为干细胞，尽管这个过程尚不清楚。因此，研究人员推测水螅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测序表明衰老时，研究人员扫描了水螅的基因组，寻找类似于人类衰老相关基因的序列。在他们确定的三个基因中，其中一个在动物被切割部位附近的细胞中“开启”。当研究人员删除这个基因时，动物发育衰老细胞的能力被阻断，没有衰老细胞，动物就无法发育出新的干细胞，也无法再生。

研究人员追踪了水螅的衰老细胞，以了解这种动物如何规避衰老的有害影响。出乎意料的是，这些动物将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，但水螅中衰老相关基因的作用表明了衰老过程是如何进化的。

我们人类最后一次与水螅及其近亲水母和珊瑚共享祖先是在六亿多年前，而且这些动物根本不会衰老。由于这些因素，Hydractinia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，再生可能是第一批动物衰老的原始功能。

“我们仍然不明白衰老细胞如何触发再生，也不了解这个过程在动物界有多普遍，”巴克斯瓦尼斯博士说。“幸运的是，通过研究一些与我们关系最远的动物亲戚，我们可以开始解开一些再生和衰老的秘密——这些秘密可能最终推动再生医学领域和与年龄相关疾病的研究。”