来源 :百家号2022-09-16
人脑十分脆弱，一旦受伤，就很难自行恢复，这是自然界的普遍现象，但两栖类模式动物墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum)的大脑却拥有“特异”功能。
墨西哥钝口螈是蝾螈的一种，也被称作"六角恐龙"，它不但能够再生四肢、尾巴、眼睛以及肝脏等器官，它的大脑也具有再生的机会，此后，墨西哥钝口螈被科学家们作为重要的模式生物来研究再生的相关难题。
此前，学界对于生物大脑再生的相关过程、参与细胞的分工合作模式都不明确。
近日，以杭州华大生命科学研究院为主导，联合来自3个国家的17个单位的科学家共同组成的研究团队发表研究成果，研究利用华大基因的技术解答了部分现存疑问。
Science期刊封面上的墨西哥钝口螈
针对生物大脑问题的研究，首先要了解大脑是如何发育的，随后，进一步研究大脑再生过程。堪称超广角百亿像素“生命照相机”的时空组学技术Stereo-seq在该研究中充当了重要角色，研究团队在蝾螈脑发育的6个重要时期，分别“拍摄”了大量相关照片，这些照片将蝾螈的脑发育过程真实的展现在了研究团队面前，最终诞生了“蝾螈的脑发育时空图谱”。
“图谱”不仅展现了蝾螈脑发育的整体过程，并且详细介绍了蝾螈脑在发育的过程中，各类神经元的分子特征以及空间分布动态变化。最终，研究团队发现，蝾螈脑从青少年时期就已经开始进化出具有空间区域特征的神经干细胞亚型。
蝾螈脑的发育过程
随后，研究人员重点研究蝾螈大脑受到损伤后的再生过程。
研究团队采用对蝾螈脑的皮层区域进行机械损伤手术，在损伤后的第2、5、10、15、20、30以及60天这七个时期，利用时空组学技术Stereo-seq对大脑样本进行“拍照”，得到的照片不只能看到大脑的形状，还能持续放大，观察到大脑的细胞，以及细胞里的分子变化状态。这些照片将蝾螈大脑从损伤，到再生修复完成的过程展现出来，为利用蝾螈脑研究人类组织器官自我修复与再生工作做出了重大贡献。
通过对比七组再生“照片”和过程中的伤口状态，发现：伤口区域在损伤早期就出现了新的神经干细胞亚群，这群细胞由损伤区域附近的其他神经干细胞亚群在受到损伤刺激后转化而来，并在后续的再生过程中新生出神经元以填补受到损伤而缺失的神经元。
除此之外，研究团队还发现，虽然伤口处在修复早期就已经开始逐步被新生组织填充，但直到损伤后的第60天，损伤区域的细胞类型及空间才能分布恢复到未损伤前的状态。
华大基因最终将蝾螈脑的研究成果于9月2日发表到了国际顶级学术期刊Science上，将研究成果展示给全世界，让全人类共享华大基因自身科技带来的力量。
虽然对于大脑发育及再生这一生命过程的研究还有进步空间，但是针对蝾螈脑的发育过程研究，也为两栖类动物脑结构以及大脑结构的演化作出了重大贡献。
未来，华大基因将利用更先进的时空多组学技术去探究更为详细，更为全面的器官发育过程，为人类医学发展助力。