科学家在实验室培育的多头怪物有助于研究癌症

近日，据外媒报道，科学家在实验室里培育出了一个多头怪物。小小的水螅是一种淡水动物，它身体的最小部分能再生一种全新的动物。通常，它能完美地做到这一点：一只脚，一个瘦长的身体，和一个有触手的头。但是，只要对水螅进行一次基因调整，研究人员就可以创造出一种巨大的水合物。在它们的全身都能长出功能齐全的头部，它的头部在6到9个之间。这种生物适合用古希腊怪物九头蛇的名字命名。

图片来自于© BRIGITTE GALLIOT, UNIGE

这些多头的怪物不仅让科学疯狂，也让研究人员对抑制水螅再生的原因产生了浓厚的兴趣。而且这些发现还可以为癌症研究提供有用信息。

虽然水螅是简单的动物，再生部分不是什么成就。每一次再生，动物必须组织它的身体计划，只有一个头在顶部，只有一个脚或基盘在底部。研究人员有一些研究成果，他们知道基因Wnt3是促进头部生长的关键。

研究人员知道一定有一些分子抑制Wnt3。如果没有这种抑制，水螅就会长得到处都是。他们还知道，一种叫做β-catenin/TCF的特定受体和基因激活物存在Wnt3成长的过程中。但他们错过了“关机”开关。日内瓦大学的遗传学和进化学教授Brigitte Galliot说，他们知道，有些东西阻止水螅疯狂再生。

所以Galliot和她的同事去寻找更多的证据。水螅的近亲是水蛇、野生动物或扁虫，它们也能再生。在平原虫基因组中，他们发现了440个基因，当β-catenin/TCF信号被阻断时，这些基因变得不那么活跃，从而为寻找参与这个周期的其他基因提供了一个起点。

其中124个基因也存在于水蛇基因组中。在这些基因中，他们发现只有5个基因在水蛇管状体的顶部最活跃，而在它的脚上最不活跃，这意味着它们必须是与头部生长有关的特定基因。在这五种基因中，他们寻找在再生过程中变得越来越活跃的基因。剩下三个：Wnt3，Wnt5，还有一个叫Sp5。

研究团队已经知道Wnt3和Wnt 5的作用了。所以他们专注于Sp5。他们很快发现β-catenin/TCF促进了Sp5，但是Sp5也可以抑制β-catenin/TCF信号。这听起来可能有点奇怪，但这正是研究人员正在寻找的东西：一种可以实现抑制作用的化合物。为了验证他们的想法，他们种植了水合物，而不是用来表达Sp5基因。

Galliot说：“在这些动物中，100%会有异位头部。”“这真是太棒了。”Galliot和她的同事们1月19日在《自然通讯》杂志上发文称，当水螅需要一个新的头部时，它就会释放出Wnt 3，它附着在β-catenin/TCF上，激活了许多基因。包括Wnt3和Sp5。没有Sp5，Wnt3将使循环继续进行，让水螅冒出无数的头状花序。Galliot说，这些脑袋完全是有功能的。他们有神经系统触手和工作嘴。

当Sp5出现时，就像它在自然界中一样，它绑定到Wnt3，使激活剂无法找到并与β-catenin/TCF结合。在没有Wnt3的情况下，β-catenin/TCF停止发送“制造一个头！”信息。

Galliot说，整个过程都是关于激活和抑制之间的平衡。这就是事情变得有趣的地方。结果证明Wnt3不仅仅存在扁虫、水合物和其他简单的再生动物中。它也存在于哺乳动物中，包括人类。该基因似乎影响胚胎发育，这意味着了解其功能可以帮助科学家了解控制人类早期发育的因素。Galliot说，Wnt3也是某种癌症的关键驱动因素。可能Sp5可以阻止这种癌症的扩散。

Galliot说：“我们从这种简单的有机体中学到的东西告诉我们，我们可以在哺乳动物身上做什么样的测试来更好地理解它们。”“它给了我们一个方向。”