中新網(wǎng)杭州9月2日電(奚金燕)9月2日，杭州華大生命科學研究院揭牌儀式在杭州舉行，現(xiàn)場還發(fā)布了首期研究成果——全球首個蠑螈腦再生時空圖譜，該研究將為認知腦結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程提供助力，為神經(jīng)系統(tǒng)的再生醫(yī)學研究和治療提供新的方向。

本次研究由杭州華大生命科學研究院主導，聯(lián)合來自中國、美國、丹麥3個國家的17家單位共同合作完成。當天，這一研究成果也以背靠背封面文章的形式發(fā)表于國際頂級學術(shù)期刊《科學》(Science)。

(相關(guān)資料圖)

研究團隊基于華大時空組學Stereo-seq技術(shù)，系統(tǒng)解析并比較了蠑螈腦發(fā)育和再生過程，找到了蠑螈腦再生過程中的關(guān)鍵神經(jīng)干細胞亞群，描繪了此類干細胞亞群重構(gòu)損傷神經(jīng)元的過程，同時也發(fā)現(xiàn)腦再生與發(fā)育過程具有一定的相似性。

本次研究使用的墨西哥鈍口螈是蠑螈的一種，為實驗室培養(yǎng)而來。墨西哥鈍口螈不僅能夠再生四肢、尾巴、眼睛、皮膚以及肝臟等器官，甚至還可以再生大腦，也因此被科學家們作為重要的模式生物來研究再生的相關(guān)難題。

“除了強大的再生能力外，蠑螈在進化上相較于其他硬骨魚類更高等，與哺乳動物腦結(jié)構(gòu)具有更高的相似度。同時，它的基因編碼序列與人類極其相似，研究蠑螈腦再生的啟動機制，發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵基因，或?qū)槿祟惿窠?jīng)系統(tǒng)損傷或退行性疾病的修復提供重要指導。”論文的共同通訊作者、杭州華大生命科學研究院博士顧穎表示。

本次研究中，研究團隊首先構(gòu)建了覆蓋6個發(fā)育重要時期的蠑螈腦發(fā)育時空圖譜，展示了各類神經(jīng)元的分子特征以及空間分布動態(tài)變化，并發(fā)現(xiàn)蠑螈腦從青少年時期就開始特化出具有空間區(qū)域特征的神經(jīng)干細胞亞型。

據(jù)介紹，為了研究蠑螈腦損傷后的再生過程，研究團隊對蠑螈腦的皮層區(qū)域進行機械損傷手術(shù)，并對再生的7個時間點(損傷后第2天、第5天、第10天、第15天、第20天、第30天及60天)的大腦樣本進行分析。

通過對比蠑螈腦發(fā)育和再生過程的神經(jīng)元形成過程，科研人員發(fā)現(xiàn)這一過程在再生與發(fā)育過程中高度相似，提示蠑螈腦損傷可能誘導損傷部位重啟發(fā)育程序。

“蠑螈腦發(fā)育及再生時空細胞圖譜的構(gòu)建，對于我們理解腦再生這一重要的生命過程、兩棲類動物腦結(jié)構(gòu)以及大腦結(jié)構(gòu)的演化具有重要意義，為我們尋找有效的臨床治療方法，促進人類組織器官自我修復與再生提供了新的方向，也為物種進化研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源。”論文的共同通訊作者、華大生命科學研究院院長徐訊表示。

發(fā)布會現(xiàn)場，在杭州市及西湖區(qū)政府部門領(lǐng)導的見證下，杭州華大生命科學研究院、中科院醫(yī)學所-杭州華大研究院聯(lián)合實驗室、杭州華大研究院-杭州市農(nóng)科院聯(lián)合實驗室正式揭牌。

據(jù)悉，杭州華大生命研究院將聚焦生命科學基礎研究領(lǐng)域前沿方向和關(guān)鍵問題，搭建“五中心三平臺”，即組學技術(shù)、合成生物學、衰老與再生、細胞干預、腦科學五大研究中心，單細胞時空組學、高通量測序、高通量基因操控三大平臺。(完)

標簽： 杭州華大生命科學研究院 時空圖譜