Gatunek meduzy, mniej więcej wielkości małego paznokcia Cladonema może zregenerować amputowaną mackę w ciągu dwóch do trzech dni -; ale jak? Regeneracja tkanki funkcjonalnej u różnych gatunków, w tym u salamandry i owadów, opiera się na zdolności do tworzenia blastemy, skupiska niezróżnicowanych komórek, które mogą naprawić uszkodzenia i wyrosnąć na brakujący wyrostek. Meduzy, podobnie jak inne parzydełko, takie jak koralowce i ukwiały, wykazują wysokie zdolności regeneracyjne, ale sposób, w jaki tworzą krytyczną blastemę, pozostaje do tej pory tajemnicą.

Zespół badawczy z Japonii ujawnił, że komórki proliferacyjne podobne do macierzystych -; które aktywnie rosną i dzielą się, ale jeszcze nie różnicują się w określone typy komórek -; pojawiają się w miejscu urazu i pomagają w tworzeniu blastemy.

Wyniki opublikowano w czasopiśmie naukowym Biologia PLOS.

Co ważne, te macierzyste komórki proliferacyjne w blastemie różnią się od rezydentnych komórek macierzystych zlokalizowanych w macce. Komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy przyczyniają się głównie do nabłonka -; cienka warstwa zewnętrzna -; nowo utworzonej macki.”

Yuichiro Nakajima, autor korespondencyjny, wykładowca w Wyższej Szkole Nauk Farmaceutycznych na Uniwersytecie Tokijskim

Według Nakajimy komórki macierzyste znajdujące się w macce i w jej pobliżu są odpowiedzialne za wytwarzanie wszystkich linii komórkowych podczas homeostazy i regeneracji, co oznacza, że ​​utrzymują i naprawiają wszystkie komórki potrzebne w ciągu życia meduzy. Komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy pojawiają się dopiero w momencie urazu.

„Rezydujące komórki macierzyste i komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy umożliwiają razem szybką regenerację funkcjonalnej macki w ciągu kilku dni” – powiedział Nakajima, zauważając, że meduzy wykorzystują swoje macki do polowania i żerowania.

Odkrycie to informuje, w jaki sposób badacze rozumieją różnice w powstawaniu blastemy w różnych grupach zwierząt, twierdzi pierwszy autor, Sosuke Fujita, pracownik naukowy ze stopniem doktora w tym samym laboratorium co Nakajima w Wyższej Szkole Nauk Farmaceutycznych.

„W tym badaniu naszym celem było zbadanie mechanizmu powstawania blastemów przy użyciu macki meduz parzydełkowców Cladonema jako model regeneracyjny u zwierząt niebilaterycznych lub zwierząt, które nie tworzą się obustronnie -; lub lewo-prawo -; podczas rozwoju embrionalnego” – powiedział Fujita, wyjaśniając, że praca może dostarczyć wglądu z perspektywy ewolucyjnej.

Na przykład salamandry to zwierzęta dwustronne, zdolne do regeneracji kończyn. Ich kończyny zawierają komórki macierzyste ograniczone do potrzeb określonego typu komórek, a proces ten wydaje się działać podobnie do komórek proliferacyjnych specyficznych dla naprawy obserwowanych u meduz.

„Biorąc pod uwagę, że komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy są analogami ograniczonych komórek macierzystych w kończynach salamandry dwubocznej, możemy przypuszczać, że tworzenie blastemy przez komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy jest wspólną cechą nabytą niezależnie w procesie regeneracji złożonych narządów i przydatków podczas ewolucji zwierząt” – Fujita powiedział.

Pochodzenie komórkowe komórek proliferacyjnych specyficznych dla naprawy, obserwowanych w blastemie, pozostaje jednak niejasne, a naukowcy twierdzą, że obecnie dostępne narzędzia do badania tego pochodzenia są zbyt ograniczone, aby wyjaśnić źródło tych komórek lub zidentyfikować inne, różniące się od łodygi komórki. komórki.

„Niezbędne byłoby wprowadzenie narzędzi genetycznych, które umożliwiłyby śledzenie określonych linii komórkowych i manipulację Cladonema„Ostatecznie zrozumienie mechanizmów powstawania blastemy u zwierząt regeneracyjnych, w tym u meduz, może pomóc nam zidentyfikować składniki komórkowe i molekularne, które poprawiają nasze własne zdolności regeneracyjne”.

Finansowanie:

Badania są wspierane z grantów Japońskiego Towarzystwa Promocji Nauki KAKENHI, Japońskiej Agencji Nauki i Technologii, Japońskiej Agencji Badań i Rozwoju Medycznego oraz japońskiego Narodowego Instytutu Biologii Podstawowej.