科学家在实验室培育的多头怪物有助于研究癌症

最近，据国外媒体报道，科学家们在实验室里培育出了一种多头怪兽。微小的水螅是一种淡水动物。它身体的最小部分可以再生一种全新的动物。通常，它能完美地做到这一点:一只脚，一个细长的身体，和一个有触须的头。然而，研究人员只需对水螅进行一次基因改造，就可以制造出巨大的水合物。全功能的头部可以长到全身，有6到9个头。这种生物适合以古希腊怪物九头蛇命名。

这张照片来自Unige的布里吉特·加利奥特

这些多头怪兽不仅让科学变得疯狂，也让研究人员对抑制水螅再生的原因感兴趣。此外，这些发现也可以为癌症研究提供有用的信息。

虽然九头蛇是一种简单的动物，但再生部分并不是一项成就。对于每一次再生，动物必须组织它的身体计划，只有一个头在顶部，只有一只脚或基板在底部。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。如果没有这样的抑制，九头蛇会到处生长。他们还知道在Wnt3生长过程中存在一种称为β-连环蛋白/TCF的特异性受体和基因激活剂。但是他们错过了“关闭”开关。日内瓦大学的遗传学和进化论教授布里吉特·加略特说，他们知道有某种东西可以阻止九头蛇疯狂繁殖。

因此，加里奥特和她的同事去寻找更多的证据。水螅的近亲是水螅、野生动物或扁虫，它们也能再生。在扁形虫的基因组中，他们发现了440个基因，当β-连环蛋白/TCF信号被阻断时，这些基因变得不那么活跃，从而为寻找参与这一循环的其他基因提供了一个起点。

其中124个基因也存在于水蛇的基因组中。在这些基因中，他们发现只有5个基因在水蛇管状体的顶端最活跃，在它的脚上最不活跃，这意味着它们一定是与头部生长相关的特定基因。在这五个基因中，他们寻找在再生过程中变得越来越活跃的基因。剩下的三个是Wnt3、Wnt5，还有一个叫做Sp5。

研究小组已经知道Wnt3和Wnt 5的作用。所以他们专注于Sp5。他们很快发现β-连环蛋白/TCF促进Sp5，但Sp5也能抑制β-连环蛋白/TCF信号。这听起来可能很奇怪，但这正是研究人员正在寻找的:一种能够达到抑制效果的化合物。为了验证他们的想法，他们种植了水合物而不是表达Sp5基因。

加里奥特说:“这些动物100%都有异位的头。”“这真的很棒。”Galliot和她的同事在1月19日的《自然通讯》上报道说，当一只水螅需要一个新的头时，它会释放Wnt 3，Wnt 3与β-连环蛋白/TCF结合并激活许多基因。包括Wnt3和Sp5。没有Sp5，Wnt3将继续循环，让水螅长出许多花头。Galliot说这些头部是完全功能性的。它们有神经系统触须和工作嘴。

当Sp5出现时，就像它在自然界中一样，它与Wnt3结合，使得不可能找到激活剂并与β-连环蛋白/TCF结合。没有Wnt3，β-连环蛋白/TCF停止发送“做个头！”信息。

Galliot说整个过程是关于激活和抑制之间的平衡。这是事情变得有趣的地方。结果证明Wnt3不仅存在于扁形虫、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也是某些癌症的关键驱动因素。或许Sp5可以阻止这种癌症的扩散。

加里奥特说:“我们从这种简单的生物身上学到的知识告诉我们，我们可以对哺乳动物进行什么样的测试来更好地理解它们。”“它给我们指明了方向。”