Science：發現脊髓修復的關鍵蛋白CTGF

2016年11月5日/生物谷BIOON/--斑馬魚能夠做一件神奇的事情：它的脊髓在被切斷後能夠完全癒合，但是對人類而言，這是一種癱瘓性的經常是致命性的損傷。

在一項新的研究中，來自美國杜克大學的研究人員在觀察斑馬魚修復它們自身的脊髓損傷時，他們發現一種特定的蛋白在這個過程中發揮著重要作用。這一發現可能導致人體組織修復取得新的進展。相關研究結果發表在2016年10月4日那期Science期刊上，論文標題為「Injury-induced ctgfa directs glial bridging and spinal cord regeneration in zebrafish」。

論文通信作者、杜克大學再生下一個計劃（Regeneration Next initiative）主任和細胞生物學教授Kenneth Poss說，「這是大自然最為偉大的再生成就之一。考慮到如今僅有有限數量的成功修復丟失組織的療法，我們需要從斑馬魚等動物體內尋找如何促進再生的新線索。」

當斑馬魚被切斷的脊髓經歷再生時，一種橋狀結構會形成。首批細胞延伸一段為它們的自己長度的幾十倍的距離，並且跨過這種損傷產生的寬寬的切斷口將切斷的脊髓連接起來。神經細胞隨後也這樣做。到8周時，新的神經組織填充這個切斷口，因而這些斑馬魚完全逆轉了它們的嚴重癱瘓癥狀。

為了理解哪些分子潛在地實現這種偉大的再生過程，研究人員開展一系列分子篩選，尋找所有的在脊髓遭受損傷後活性突然發生變化的基因。

在幾十種被這種損傷強烈激活的基因當中，7種基因編碼從細胞中分泌出的蛋白。其中的一種是被稱作結締組織生長因子（CTGF）的蛋白，它是令人關注的，其原因在於它的水平在被稱作神經膠質細胞的支持性細胞中上升，其中在脊髓損傷頭兩周內，神經膠質細胞形成這種橋狀結構。

論文第一作者、Poss研究團隊博士後研究員Mayssa Mokalled說，「我們吃驚地發現在脊髓損傷後，它僅在一小部分神經膠質細胞中表達。我們曾認為這些神經膠質細胞和這種基因必需是比較重要的。」確實，當他們嘗試通過基因手段剔除CTGF時，這些斑馬魚都不能再生它們的脊髓。

人類和斑馬魚共享大多數蛋白編碼基因，而且CTGF也不例外。人CTGF蛋白與斑馬魚CTGF存在將近90%的相似性。當研究人員將人CTGF導入斑馬魚的損傷位點中時，它促進再生，而且這些斑馬魚在損傷發生兩周後游得更好。

Mokalled說，「這些斑馬魚從癱瘓中恢復過來，能夠在水槽中遊動。這種蛋白的效應是非常顯著的。」

研究人員還發現CTGF蛋白似乎是脊髓癒合的關鍵。它是一種大分子蛋白，由4個較小的部分組成，因而它不會只有一種功能。這可能使得它作為一種脊髓損傷療法時更容易轉運和具有更好的特異性。

Poss說，不幸的是，對人類而言，CTGF可能獨自不足以再生他們自身的脊髓。在哺乳動物中，脊髓癒合更加複雜，這部分上是因為瘢痕組織在損傷位點附近形成。Poss團隊期待CTGF研究會在小鼠等哺乳動物體內開展。（生物谷 Bioon.com）

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Injury-induced ctgfa directs glial bridging and spinal cord regeneration in zebrafish

Mayssa H. Mokalled1, Chinmoy Patra2,*, Amy L. Dickson1, Toyokazu Endo1, Didier Y. R. Stainier2, Kenneth D. Poss

doi:10.1126/science.aaf2679

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