棘皮动物再生研究进展
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所获奖学金:一等国家奖学金(全院仅二人获得)文苑奖学金(全校仅三人获得)校长奖学金(全校仅六人获得)校级一等奖学金校级研究生优秀奖学金综合奖校级研究生优秀奖学金社会工作奖校级学习优秀奖学金、思想品德奖学金、社会工作奖学金、科技创新奖学金校级学习优秀奖学金所获荣誉称号:2001.10 校级三好学生2001.11 第一届“十佳特色大学生”2002.04 校级优秀团员2002.10 中国海洋大学优秀学生标兵 (我校本科生最高荣誉称号)校级优秀学生所在宿舍连续两次被评为"优秀宿舍" 和"党员示范寝室"2003.03 第二届“十佳特色大学生”海洋生命学院“学习十六大,再创新业绩”征文比赛中荣获二等奖2004.05 山东省优秀毕业生中国海洋大学优秀毕业生2005.04 校级优秀团干部2006.01 校级优秀研究生2007.05 山东省优秀毕业研究生▲担任职务2000.12-2001.05 任海洋生命学院生物科技协会干事、学生会学习部干事2001.09-2001.12 任生物科技协会秘书长2002.02-2002.07 任生物科技协会副会长2001.11-2002.07 挂职担任青岛市观海路街道办事处居委会副主任2001.10--2002.10 任班级学习委员2003.10-2004.07 任生物科学党支部宣传委员2004.09-2005.03 任生命科学与技术学部研究生会实践部部长2005.03-2006.03 任生命科学与技术学部研究生会副主席2004.09-2007.07 任班长、党支部组织委员、团支部。
海洋棘皮动物脂质的研究进展徐清云;潘南;吴靖娜;苏永昌;许旻;刘智禹;陈丽娇【摘要】棘皮动物因其油脂中含有许多独特的功能和活性物质,而成为开发保健食品和海洋药物的重要资源之一。
目前海洋油脂研究主要集中在鱼油上,而对海洋棘皮动物油脂的研究很少。
脂肪酸是海洋棘皮动物中重要的生物活性物质,具有降血脂、抗癌、抗炎等功能活性。
因此,本文根据国内外的研究进展对海洋棘皮动物脂质的提取、分离纯化、生物活性等方面进行了概述,以期为海洋棘皮动物的综合利用奠定基础,进而为更好地开发新型海洋食品、药品提供科学依据。
【期刊名称】《渔业研究》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】9页(P229-237)【关键词】海洋棘皮动物脂质提取分离纯化生物活性【作者】徐清云;潘南;吴靖娜;苏永昌;许旻;刘智禹;陈丽娇【作者单位】[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验361013;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验361013;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013;;[1]福建农林大学食品科学学院,福建福州350002 [2]福建省水产研究所,国家海水鱼类加工技术研发分中心,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013 [3]福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013【正文语种】中文【中图分类】R931.77海洋棘皮动物(Echinodermata)是生活在海底的一种无脊椎动物,现存种类有7 000多种,分为海百合纲(Crinoidea)、海胆纲(Echinoidea)、海星纲(Asteroidea)、蛇尾纲(Ophiuroidea)、海参纲(Holothuroidea)。
分属简介棘皮动物门(Echinodermata)海洋无脊椎动物中的一个门。
特征为外皮坚硬且多刺,已鉴定的已逾21纲,现存的种类包括海百合纲(Crinoidea;如海百合、海羊齿)、海星纲(Asteroidea;如海盘车、海燕)、蛇尾纲(Ophiuroidea;如阳遂足、刺蛇尾)、海胆纲(Echinoidea;如海胆)和海参纲(Holothurioidea;如海参)及Concentricycloidea纲,有6,000多种。
化石种约13,000种。
生物学家将海星、海胆、沙钱和海参都归为棘皮动物。
棘皮动物是生活在海底、身体呈辐射对称的无脊椎动物。
棘皮动物的意思就是它们的表皮犹如荆棘一般。
起名字的由来可能是因为大多数这类动物的外表皮都由棘状的内骨骼(endoskeleton)支撑,内骨骼由含钙的盘状物组成。
棘皮动物是一种高级的无脊椎动物,具有与其他无脊椎动物外骨骼不同的、由中胚层分泌的内骨骼,并有司呼吸及运动的水管系统,体腔明显,幼年期两侧对称,成年期则多为辐射对称。
体不分节,无头部,体表具瘤粒或棘刺,故名棘皮动物。
现生的海星、海胆、海参等都属本门动物。
棘皮动物的内骨骼多为一球形、梨形、瓶形、薄饼形、或星形的钙质壳,壳由许多骨板组成。
壳上有口、肛门、水孔等。
并有五条自口向外辐射对称排列的步带,步带之间为间步带。
有的且有由许多骨板组成的茎及腕。
壳及茎等均易保存化石。
体态特征1.身体辐射对称,且大多为五辐对称.2.次生体腔发达.3.体壁由上皮和真皮组成.上皮:单层细胞真皮:结缔组织,肌肉层,内骨骼(中胚层形成),体腔上皮.内骨骼差别很大:如极微小(海参);形成骨片呈一定形式排列(海星等);骨骼完全愈合成完整的壳(海胆类).内骨骼常突出体表,形成刺或棘,故称棘皮动物.4.有独特的水管系和管足.水管系和管足是次生体腔的一部分特化形成的一系列管道组成,有开口与外界相通,海水可在其中循环.管足有运动,呼吸,摄食的功能.5.运动迟缓,神经和感官不发达.雌雄异体,个体发育中有各型的幼虫(如羽腕幼虫,短腕幼虫,海胆幼虫等)6.全部生活在海洋中.外部形态棘皮动物外形最显著的特征是成体为五放辐射对称,身体分为有管足的辐部或步带,和无管足的间辐部或间步带。
自然界具有神奇再生能力的动物有哪些?据英国新科学家杂志报道,一些动物能够使损失的组织器官神奇地再生,目前人类也掌握到了手指重生的秘诀。
但与某些动物相比,它们仅通过一些细胞便能重生整个身体。
当前《新科学家杂志》最新盘点六种具有神奇再生能力的动物:头足类动物:交配需承受“断臂之痛”雄性章鱼在交配之后身体会损失一部分,通常在交配中,雄性章鱼的触角——交接腕(hectocotylus)需要送递精液给雌性。
美国加利福尼亚州大学贝克利分校的罗伊-考德威尔(Roy Caldwell)多年来从事研究印度洋太平洋区域栖息的章鱼习性,如图所示,这张图片是印度尼西亚苏拉威西岛海域拍摄的,一只雄性Abdopus aculeatus章鱼位于图片左侧,它将自己的交接腕插入图片右侧雌性章鱼体内,这样可实现送递精囊。
在交配中雄性章鱼的交接腕会与身体断裂,保留在雄性章鱼体内。
在交配完成之后雄性章鱼的交接腕会重新生长出来。
红斑蝾螈:神秘蛋白质是肢体再生的关键早在1768年,医师拉扎罗-斯帕兰扎尼(Lazzaro Spallanzani)就开始研究蝾螈的肢体再生能力,像所有的蝾螈物种,红斑蝾螈能够重生它们的尾部、眼睛,甚至完整的四肢。
当一只蝾螈损失它的一个肢体,创伤处的细胞退行发育为干细胞,之后形成叫做胚芽的大量细胞体,新生的肢体就从这些肢体中生长出来。
在2007年一项关于红斑蝾螈的研究中,英国伦敦大学学院的阿诺普-库马尔(Anoop Kumar)和同事研究显示一种由皮肤和神经细胞分泌的蛋白质——nAG,是形成胚芽的至关重要元素。
三肠涡虫:一切为二将出现两个三肠涡虫三肠涡虫是一种奇妙的动物,如果用刀子将其身体一切为二,它将生长成为两个三肠涡虫。
这些非寄生扁形虫生活在水中,或者陆地潮湿环境,三肠涡虫有数千个物种,其体形从1毫米至60厘米长的掠食性三肠涡虫Bipalium kewense。
三肠涡虫通过细胞增殖和使用遍布全身叫做新胚芽的未分化干细胞改造现有器官,从而实现器官组织再生。
棘皮动物的生殖特征与适应性棘皮动物(Echinodermata)是海生非群居体腔动物,成年个体呈五辐射对称。
由于其外筱的皮膜上具有不同形状的棘刺或管瘤,因此称为棘皮动物。
棘皮动物是一个古老而又特殊的类群,化石记录可追溯至五亿多年以前的古生代寒武纪(Brusca & Brusca, 2003),是接近脊索动物门的高等无脊椎动物。
棘皮动物的骨板由中胚层产生的内骨组成,不同于其他无脊椎动物的外骨骼,壳体外部由肉质皮膜包裹,内有内脏器官及复杂的水管系统,和毛颚动物及须腕动物一起归入真体腔后口动物。
其幼虫两侧对称而成体多五辐射对称;体壁中有碳酸钙为主要成分的内骨骼向外突出成棘刺;具有特殊的水管系统辅助摄食、运动和其他功能。
全世界现存棘皮动物有7,000余种,化石种类接近13,000种(Pawson, 2007),受普遍认可的有5个纲:海星纲、蛇尾纲、海胆纲、海参纲和海百合纲。
棘皮动物门是海洋生境特有的,几乎全营底栖生活,分布范围非常广泛,从热带海域到寒带海域,从潮间带到数千米的深海都有分布,棘皮动物的分布与环境之间有密切关系,如深度、盐度、温度及底质等。
当环境盐度变动时,棘皮动物体腔液中的离子会在8~24h内完成交换并达到平衡状态,不同的棘皮动物对离子调节方式的差异会引起耗氧率的明显变化。
棘皮动物生物量在底栖生物量中占绝对优势,在海洋生态系统的结构和功能中发挥着重要作用。
从棘皮动物的研究价值来看,除仿刺参(Stichopus japonicas)和海胆外,多数海洋棘皮动物的经济价值较低,如海星基本无食用价值,但其体内却含有多种具抗菌、抗肿瘤、降压的活性物质。
因此以低值的海洋棘皮动物为原料,开发新型海洋药物和海洋功能食品具有理论上和经济上的可行性和必要性。
研究棘皮动物对于人类生活具有现实意义。
棘皮动物的生殖特征棘皮动物多为雌雄异体,生殖细胞形成后释放到海水中受精,幼体在初发生时形状相同,以后则随着所属纲的不同而有所差异。
动物的神奇再生能力作者:朱成林来源:《科学之友》2015年第10期看到“再生”,可能大家都会感觉进入了神话世界。
就像是济公的故事一样,济公用扇子在死人身上轻轻一扇,人便活了;像是《西游记》里已死之人吃了太上老君的仙丹便复活了,这实在令人难以相信。
但是,动物具备再生能力是大量存在的事实。
这里要讨论的“动物再生”不是说“动物死后能重新复活”,而是指某些动物器官受到较严重伤害或者身体被分割甚至粉碎后具备自我修复能力,重新生成完整的正常躯体,能够继续正常存活的神奇现象。
现实生活中,一个人如果意外失去一条腿,是不敢幻想过些时间就能自己重新长出一条来,更别说大部分肢体的缺损了,然而再生的现象在生物界是大量存在的。
人没有表现出来的能力不代表他们没有该项潜能,更不代表所有的生物都没有这项能力。
具有再生能力的动物种类很多,情况千差万别,再生能力也各不相同。
下面我们就来认识几种比较著名的具备再生能力的动物,了解它们的精彩故事。
壁虎壁虎的断尾行为不用太多说明,大家再熟悉不过了。
如果还有人没见过,可以到蚊虫较多的灯光附近的屋檐下看一看。
如果你用一根棍棒轻触一下它的身体,就会看到地上突然多了条细长的小虫子在跳舞。
仔细一看这不就是一条尾巴嘛,再看刚才的这只壁虎,屁股后面秃秃的。
原来尾巴是它刚刚扔下来的迷惑烟雾弹,它的身体在你看尾巴跳舞而惊讶时早已逃之夭夭。
正所谓“留得青山在,不愁没柴烧”,壁虎还能再长出一条新的尾巴。
章鱼章鱼属于软体动物,跟田螺和河蚌属近亲。
它一到冬天就会潜入海底,进入冬季,它就会开始吃自己的腕足,直到把8只腕足全都吃完,就闭眼不动了。
等到第二年春天,它又能重新长出新的腕足。
章鱼冬天吃自己的腕足可能很多人都会感到惊讶,但是更惊讶的是它居然像树苗一样还能重新长出新的腕足。
章鱼在情况比较紧急时,个别腕足会像壁虎尾巴一样迅速断掉,而且可能吸附在某个动物身体上并摆动,以迷惑敌方,而章鱼的身体早已逃之无踪。
章鱼断肢基本上是在腕足的4/5处,腕足断掉后血管完全收缩并自行闭合,避免伤口处流血。
海星:能断肢再生的超能力者作者:马晓惠来源:《百科探秘·海底世界》2020年第05期“吸食者”是海星家族的多数派,它们大多长着五条长腕。
这些长腕不但能弯曲,腕上还长着无数细小的管足,管足末端长有吸盘。
这些吸盘能产生真空效应,牢牢地吸住猎物。
捕猎时,“吸食者”会先将身体趴在双壳贝类的贝壳上,用吸盘吸住贝壳两侧,再粗暴地往两边拉开。
一旦两片贝壳之间出现空隙,“吸食者”就会吐出自己的胃,插入这空隙中。
胃会迅速分泌出消化液,消化贝壳内的闭壳肌和贝肉。
闭壳肌是贝类的“守卫者”,负责合拢贝壳。
一旦闭壳肌遭到破坏,贝类就无法关闭贝壳。
这时,“吸食者”就能长驱直入,将柔软的贝肉吞进胃里。
“吸食者”海星有两个胃,其中一个能吐出来,包裹食物进行体外消化。
之后这些半消化的食物,会被送入另一个胃中继续消化吸收。
正是仰仗这种特殊技能,海星才能吃到比嘴巴大很多的食物。
有一些海星生活在阳光晒不到的深海中。
那里终年漆黑、食物稀缺,这些海星只能以有机物的碎屑为食。
这些细小碎屑漂浮在海水中,海星要利用纤毛将碎屑滤出来,之后才能送入口中。
正因如此,这些海星才被称为“滤食者”海星。
二氧化碳是石油、煤炭和天然气等化石能源燃烧的主要产物,也是温室气体的主要成分。
科学家研究发现,二氧化碳对全球变暖的“贡献”最大,约占55%。
所以要控制全球变暖,就必须先控制二氧化碳在大气中的含量。
海洋对二氧化碳有一定的吸收和存储作用,因而担负着缓解全球变暖的重大责任。
过去人们认为,一旦海洋存储的二氧化碳达到极限,就没法儿继续担当这一重任了。
不过,德国莱布尼茨海洋学研究所的科学家带来了好消息:以海星为代表的棘皮动物,能直接从海水中吸收碳元素,并将其用于自身外骨骼的形成。
這是怎么回事呢?原来二氧化碳被海水吸收后,会与水发生反应生成碳酸。
碳酸是一种不稳定的物质,能重新分解为水和二氧化碳。
以海星为首的棘皮动物,能捕捉海水中的碳元素,并将其转化为碳酸钙。
碳酸钙不仅是一种稳定的物质,也是构成棘皮动物外骨骼的主要成分。
16生物技术世界BIOTECHWORLD1 仿刺参的分类及特征1.1 仿刺参的分类由于不同种海参在体型大小、触手长短、疣足与管足的形态、骨片种类等方面均存在差异,据此海参纲依次划分为6个木:芋参目(Molpadida)、枝手目(Dendrochirotida)、无足目(Apodida)、指手目(D a c t y l o c h i r o t i d a )、楯手目(A s p i d o c h i r o t i d a )、平足目(E1asipodida)[1]。
仿刺参又称灰刺参、刺参、灰参、也就是人们俗语中的刺参,隶属于海参纲,棘皮动物门,楯手目,刺参科,仿刺参属,拉丁属名Apostichopus,拉丁种名japonicus,因此仿刺参拉丁学名Apostichopus japonicus [2]。
1.2 仿刺参的特征仿刺参体长约20-40厘米,体型呈圆筒,背面有圆锥形肉刺(称作疣足),疣足大约4-6行并且大小不等、排列也不规则;腹面较为平坦,密集的排列着管足,不规则的纵向排列3行,用于吸附岩礁或者爬行运动。
口位于前端,偏于腹面,有触手20个,肛门偏于背面;皮肤粘滑,肌肉发达,身体可伸展或收缩。
体形大小、颜色和肉刺的多少常随生活环境而异[3]。
2 仿刺参再生的研究关于海参再生的模式,人们通过实验发现包括变形再生(morph allaxis)模式和新建再生(epimorphosis)模式,变形再生的过程是刺参经过吐脏后,残留在体腔内的组织经过分配、改造重新再生出一个新的组织器官,并且基本具有原来的功能;新建再生的过程中,细胞发生分裂,新的细胞不断产生,新细胞用来直接替代损伤或丢失的部分组织和器官,或者依靠新细胞的增殖而形成一个胚基, 胚基具有继续分化的能力,可以分化为新的组织器官从而完成组织和器官的再生[4]。
变形和新建再生两种机制相结合的再生方式是海参中大多数所采用的。
GarcíaArrarás等人的研究发现溴脱氧尿苷标记的细胞分裂活动主要发生在肠系膜的增厚处的体腔上皮和再生的管腔上皮,这为海参的新器官的形成是一个组织新建和变形相结合的过程提供了证据[5]。
棘皮动物的生殖特征与适应性棘皮动物(Echinodermata)是海生非群居体腔动物,成年个体呈五辐射对称。
由于其外筱的皮膜上具有不同形状的棘刺或管瘤,因此称为棘皮动物。
棘皮动物是一个古老而又特殊的类群,化石记录可追溯至五亿多年以前的古生代寒武纪(Brusca & Brusca, 2003),是接近脊索动物门的高等无脊椎动物。
棘皮动物的骨板由中胚层产生的内骨组成,不同于其他无脊椎动物的外骨骼,壳体外部由肉质皮膜包裹,内有内脏器官及复杂的水管系统,和毛颚动物及须腕动物一起归入真体腔后口动物。
其幼虫两侧对称而成体多五辐射对称;体壁中有碳酸钙为主要成分的内骨骼向外突出成棘刺;具有特殊的水管系统辅助摄食、运动和其他功能。
全世界现存棘皮动物有7,000余种,化石种类接近13,000种(Pawson, 2007),受普遍认可的有5个纲:海星纲、蛇尾纲、海胆纲、海参纲和海百合纲。
棘皮动物门是海洋生境特有的,几乎全营底栖生活,分布范围非常广泛,从热带海域到寒带海域,从潮间带到数千米的深海都有分布,棘皮动物的分布与环境之间有密切关系,如深度、盐度、温度及底质等。
当环境盐度变动时,棘皮动物体腔液中的离子会在8~24h内完成交换并达到平衡状态,不同的棘皮动物对离子调节方式的差异会引起耗氧率的明显变化。
棘皮动物生物量在底栖生物量中占绝对优势,在海洋生态系统的结构和功能中发挥着重要作用。
从棘皮动物的研究价值来看,除仿刺参(Stichopus japonicas)和海胆外,多数海洋棘皮动物的经济价值较低,如海星基本无食用价值,但其体内却含有多种具抗菌、抗肿瘤、降压的活性物质。
因此以低值的海洋棘皮动物为原料,开发新型海洋药物和海洋功能食品具有理论上和经济上的可行性和必要性。
研究棘皮动物对于人类生活具有现实意义。
棘皮动物的生殖特征棘皮动物多为雌雄异体,生殖细胞形成后释放到海水中受精,幼体在初发生时形状相同,以后则随着所属纲的不同而有所差异。
Science:再生医学重大突破约翰霍普金斯大学和Kennedy Krieger研究所的研究人员证明,与过敏症相关联的免疫细胞当与生物材料支架配合使用时会直接让小鼠肌肉损伤愈合。
研究成果发表在4月15日《Science》杂志上。
来自约翰霍普金斯大学和KennedyKrieger研究所的研究人员报告称,他们证实当与支持它们的生物“支架”配对使用时,一些一直与过敏症有关联的免疫系统细胞也可以引导小鼠肌肉创伤愈合。
这一发表在4月15日《科学》(Science)杂志上的研究成果,进一步证明了免疫系统不仅在对抗感染性疾病和其他疾病中起重要作用,对于推动损伤后的愈合也至关重要。
它们还表明,如果设计与免疫细胞“搭档”,所谓的生物材料支架可以更有效地促进愈合。
约翰霍普金斯大学医学院眼科学和生物医学工程学教授JenniferElisseeff博士说:“在以往的研究中,我们看到了对移植到不同的组织或环境中的同一生物材料产生的不同免疫系统反应,这让我们对生物材料激发免疫系统来促进再生的机制产生了兴趣。
尽管我们仍有很多的地方需要了解,这项研究向着设计出一些材料来引起一种有益的免疫反应迈出了一步。
”Elisseeff研究小组设计出了一些由胶原等材料构成的生物可降解支架,通过为机体自身的干细胞提供一个锚定位点,让它们发挥作用,这些支架已在促进受损组织愈合方面显示出前景。
Elisseeff说,然而在过去的几年里,其他一些研究小组已发现了一些证据表明,这样的支架还能够激发免疫细胞的治疗活性。
为了更多地了解参与反应的免疫细胞,随后研究生KaitlynSadtler 博士与Elisseeff实验室的其他研究人员以及一些癌症免疫学专家一起展开了合作。
他们采用手术切除了小鼠的部分大腿肌肉,植入已知在动物体内会促进愈合的一些支架,一周后,相比没有支架的损伤处,植入支架的损伤部位具有更多的白血细胞,其中许多的细胞正在大量生成一种化学信号:白介素-4(IL-4),IL-4通常是由所谓的2型辅助T细胞所产生。
不只有壁虎能断尾求生文|李周很多人都见过一个神奇的现象,就是壁虎这种小动物在逃跑时如果被天敌咬住尾巴或感知到危险,便会自动断尾以求得逃生的机会。
而更为神奇的是,壁虎并不会因此而“残疾”,几个月后,新的尾巴又会长出来,看起来完好如初。
我们惊叹于壁虎强大的自愈和再生能力,并且不禁畅想:如若我们能拥有这种能力,断肢亦可重生,岂不美哉?实际上,现代医学中确实有“再生医学”的分支,试图寻找有效的治疗方法,促进机体的自我修复和再生,或“制造”新的组织、器官来替代受损的组织、器官。
“再生医学”之所以可行,源于我们的身体中确实存在着一些再生能力很强的细胞、组织、器官。
比如造血干细胞,它们产生于骨髓之中,拥有旺盛的分裂和分化能力,能变成红细胞、白细胞、血小板等血细胞补充我们的血液,这也是为什么适量的献血并不会危害我们的健康,以及为什么某些白血病患者可以通过骨髓移植(实际移植的是造血干细胞)来治疗。
又如皮肤的生发层细胞,能分裂分化形成皮肤的各层细胞,确保了皮肤的自我更新——虽然头皮屑不可避免,但你不必担心头皮会因此而受损。
我们的肝脏也具有较强的再生能力,肝脏受损时,肝细胞能迅速增殖重建肝组织,如果因手术切除患者肝脏的70%,2个月左右的时间,大约90%的肝脏就又长了出来。
然而,并不是所有的组织、器官都如血液、皮肤、肝脏这般,更多的是一旦受损,便很难恢复乃至直接使我们的生命走向终结。
譬如断肢会让人残疾而并不会重生,心脏、大脑受损很可能会危及生命。
虽然我们在“再生”这方面保ZXSBK·DYW48卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.留着一定的实力,但终究不如很多在进化地位上比我们低等的动物。
作为爬行动物的壁虎断尾能重生;作为棘皮动物的海参则更为“壮烈”,遇到危险时一股脑将“五脏六腑”喷出,然而失去内脏的海参并不会死去,50天左右的时间它又能长出一副新内脏;作为两栖动物的蝾螈即便失去了四肢、脊髓,甚至心脏、部分大脑,也仍然能够恢复,甚至伤痕都没有。
棘皮动物再生研究进展摘要:动物再生是一个长期存在的现象,再生现象在动物界广泛存在,但不同动物替换身体缺失部位的能力存在很大差异,这也成为生物学家困扰已久的问题。
而棘皮动物凭借极强的再生能力, 在进化上和发育上与脊椎动物具有许多相似性等优点, 成为在器官、组织、细胞和分子水平上研究后口动物再生过程与再生机理的理想模式动物。
本文通过综合该领域的研究现状和成果, 对动物再生特别是棘皮动物再生的研究进展进行综述。
关键词:动物再生;差异;棘皮动物再生是指失去的身体部分的恢复,可以发生在多个水平的生物组织中,是由各种损害引起的,可以发生在生命周期的不同部分,发育的过程存在多样性,再生的结构与原来的高度相似[1]。
棘皮动物是一类再生能力极强的后口无脊椎动物,它们常通过无性繁殖方式进行再生。
大量研究表明, 棘皮动物不仅可以快速再生出丢失或损伤的器官, 而且还具有后口动物的典型发育特征, 是在器官、组织、细胞和分子水平上研究后口动物再生过程与再生机理的理想模式动物[2-3]。
关于再生的研究始于17世纪,如Abraham Trembley的工作记录了大量关于水螅的再生性能,且明确指出动物在再生失去身体部分的能力有很大的差异。
对棘皮动物的再生研究开始于20 世纪中叶,近几十年对其再生过程与再生机理进行了研究, 取得了许多重要研究成果。
1 再生的起源基于系统发育分布,再生与多细胞的起源可能是一致的出现在早期的动物中。
再生和其他形式的发展之间的有广泛的相似性,特别是后期胚胎发育,表明再生起源于一个发育的偶然现象,而不是通过一个独立的程序一步一步的完成。
根据偶然现象假说,再生最初是(某些谱系或者结构现在仍然是)可存取的发育程序的自然结果,即某一结构丢失时的自动修复。
不同的动物,在再生和无性繁殖,组织稳态和生长,甚至胚胎发育它们的相似之处是显而易见的,与偶然现象假说一致。
此外,基础动物,如海绵和刺胞动物,无性繁殖及后胚胎发育尤为常见,这表明早期动物可能由再生进化成不同的发育曲目。
偶然现象引起再生是相对容易的,还应该考虑的是因为要获得二次收益一些动物再生的可能性。
偶然现象假说并不排除选择作用再早期再生演化的作用。
捕食或其他攻击性生物相互作用是主要的选择压力,有利于今天的再生,但是现有的证据表明,食肉动物在早期阶段缺席动物进化。
然而,非生物因素也可以是组织损失和再生的重要原因。
因此,非生物性损伤在其早期演化过程的有一定的作用,有利于再生。
2 棘皮动物的再生棘皮动物的再生会发生在多种器官上,本文就棘皮动物腕、内脏、肌肉、外附属物以及幼虫再生的研究进展进行综述。
2.1 棘皮动物的腕再生腕的再生是长腕棘皮动物的典型特征之一。
这些棘皮动物的腕在自身诱导或外部因素(如高温、缺氧、污染等) 作用下常常发生自割[4], 然后迅速再生出所丢失部分。
对棘皮动物腕的再生研究, 主要集中在海盘车、海百合和海蛇尾等棘皮动物中[ 2, 5]。
Thorndyke 等在欧洲海盘车腕再生过程中鉴定出了在后口动物模式形成和神经发生中起调节作用的Hox 基因, 命名为ArHox 1基因[6]。
对海百合腕再生的分子生物学研究主要集中在生长因子于再生过程中的表达及其作用研究, 尤其是关于TGF -B家族成员的表达及其在再生中的作用研究。
对海蛇尾的现有研究主要集中在种群水平上的再生发生率及其重要生物学作用上[7-8],而对其腕的再生研究则主要集中在不同环境下腕的再生速度方面[9-10]。
2.2 棘皮动物内脏的再生对棘皮动物内脏的再生研究较少, 且主要集中在海参中,尤其对棘皮动物内脏再生的分子生物学研究仅仅集中在海参中。
海参在遇到天敌或有害刺激(如高温、低含氧量、污染等)时,即可发生吐脏反应[11],随后便可重新再生出所丢失的内脏[5, 12]。
1930年代, 意大利学者Bertolini首次研究了海参消化道再生的组织学特征,并确定了参与再生的各种组织,开辟了海参内脏再生研究的先河。
郑法新等在国内率先对刺参吐脏后内脏再生的组织学特征进行了研究。
2.3 棘皮动物肌肉的再生由于海参和海盘车在棘皮动物中肌肉发育较为完善, 其肌肉再生与损伤个体的功能修复关系密切, 所以对棘皮动物肌肉再生的研究主要集中在海参和海盘车中。
Dolmatov 等发现, Eupentacta fraudatrix 和Apostichop us japonicus这2种海参体壁肌肉的再生分为创伤愈合、初级再生和体壁纵向肌肉束生长3个阶段,主要是通过体腔上皮细胞的脱分化和再分化进行的[13]。
2.4 棘皮动物外附属物的再生棘和叉棘是海胆和海盘车用于防御的体壁附属物,经常也会发生自割,其再生发生的频率比腕还要高。
目前, 虽已对棘和叉棘再生的形态学进行了部分研究, 但对海胆棘再生的形态学研究仅限于几种常见海胆[14-16]。
在海盘车中,仅仅研究了欧洲海盘车侧步带板处棘的再生[16]。
Heatfiel和Mischor分别对Strongylocentr otuspur puratus, Diadema antillarum 和Echinothrix diadema 3种海胆棘的再生过程进行了详细研究,发现这3种海胆棘的再生过程十分相似。
Politi等还明确指出,海胆棘的再生首先是1个短暂的无定形碳酸钙的沉积阶段[17], 其再生过程也可分为伤口愈合、早期再生和晚期再生3个阶段。
对棘皮动物叉棘再生的研究较少,仅限于几种常见的海胆中,且研究主要集中在功能方面, 对其形态发生过程研究的很少[16]。
2.5 棘皮动物幼虫再生与成体相比, 棘皮动物幼虫组织和器官的再生能力更强,对其进行再生研究具有诸多优越性,因此学者们也开展了一些有关幼虫再生过程及其再生能力的研究工作[18-22]。
现有研究结果显示, 海胆长腕幼虫[22]、海盘车羽腕幼虫和短腕幼虫[20,22]以及海蛇尾长腕幼虫[19]在纵切为二后, 每个部分均能再生出1个完整的新幼虫。
海参早期五触手幼虫的触须在断掉后10 d 内也能完全再生出来[18]。
3 研究展望虽然对于再生的原因和发展的研究已经取得了重要的进展,一些重要的问题仍然未知,主要可以通过以下几点深入研究:1)再生能力是否会随着时间变化而增加2)对于已经丢失的再生能力能否再重建3)再生损失的相关因素以及再生损失时通过什么样的机理来实现。
同时虽然近年来,棘皮动物再生得到了越来越多的重视,对再生过程中伤口的愈合、生长、形态发生以及分化均取得了可喜的研究进展。
但对棘皮动物的再生研究仍远远落后于在其胚胎发育方面所取得的成就, 许多基本问题仍未得到解决, 尤其是在细胞和分子水平上的调控机制还不清楚。
因此, 仍然需要做大量而深入的研究工作以全面解决再生中的一些关键问题。
参考文献[1] E. Bely, Kevin G. Nyberg. Evolution of animal regeneration:re-emergence of a field[J].Trends in Ecology and Evolution ,2009,25:161-170.[2]Thorndyke M C, Chen W C, Moss C, et al. Regeneration in echinoderms:cellular andmolecular aspects.In: Carnevali C, Bonasoro F (Eds.) .Echinoderm Research. Balkema, Rotterdam, 1999, 159 -164.[3]Candia Carnevali M D, Bonasoro F. Introduction to the biology of regeneration inechinoderms [J] . Microsc Res Tech, 2001, 55: 365 -368.[4]Candia Carnevali M D, Bonasoro F. Microscopic overview of crinoid regeneration [J] .Microsc Res Tech, 2001, 55: 403 -426.[5]Emson R H, Wilkie I C. Fission and autotomy in echinoderms [J] .Oceanogr Mar Biol AnnuRev, 1980, 18: 155 - 250.[6]Thorndyke M C, Chen W C, Beesley P W, et al. Molecular approach to echinodermregeneration [J] . Microsc Res Tech, 2001,55: 474 -485.[7]Makra A, Keegan B F. Arm regeneration in Acrocnida brachiata (ophiuroidea) at littlekillary, west coast of Ireland [J] . Biology and Environment : Proceedings of the Royal Irish Academy, 1999, 99(2) : 95 -102.[8]Stancyk S E, Golde H M, Papelindstrom P A, et al. Born to lose. Measures of tissue loss andregeneration by the brittlestar Microphiopholis gracillima ( Echinodermata, Ophiuroidea) [J] . Mar Biol, 1994, 118: 451 -462.[9]Donachy J E, Watabe N. Effects of salinity and calcium concent ration on arm regenerationby Ophiothrix angulata ( Echinodermata: Ophiuroidea) [J] . Mar Biol, 1986, 91: 253 -257. [10]Tiffany D. Talbot, John M. Lawrence. The effect of salinity on respiration, excretion,regeneration and production in Ophiophragmus filograneus ( Echinodermata: Ophiuroidea )[J]. J Exp Mar Biol Ecol, 2002, 275: 1 -14.[11]Swan E F. Seasonal evisceration in the sea cucumber Parastichopus californicus [J]. Science,1961, 133: 1078.[12]Garca-arrar‚ sJ E, Greenberg M J. Visceral regeneration in holothurians[J]. Microsc ResTech, 2001, 55: 438 -451.[13]Dolmatov I Yu, Eliseikina M G, Bulgakov A A, et al. Muscle regeneration in the holothurianStichopus jap onicus [J] . Roux’ s Arch Dev Biol, 1996, 205: 486 - 493.[14]Heat field B M. Growth of the calcareous skeleton during regeneration of spines of the seaurchin S trongylocen trotuspurpuratus ( Stimpson ) ;a light and scanning electron microscope study [J] . J Morphol ,1971a, 134: 57 -90.[15]Mischor B. Zur M orphologie und Regeneration der Hohlstacheln von Diadema antillarumPhilippi und Echinothrix diadema ( L.)( Echinoidea, Diadematidae) [J] . Zoomorphologie, 1975, 82: 243 -258.[16]Dubois Ph, Ameye L. Regenerat ion of spines and pedicellariae in echinoderms [ J] .Microsc Res Tech, 2001, 55: 427 -437.[17]Politi Y, Arad T , Klein E, et al. Seaurchin spine calcite forms via a transient amorphouscalcium carbonate phase [J] . Science, 2004,306( 5699) : 1161 -1164.[18]Dolmat ov I Y. Regeneration of tentacles in early pentactulae of the holothurian Eupentactafraudatrix [J] . Biologiya Morya Vladivostok, 1991, 5: 99 -101.[19]Balser E J. Mortensen vs McBride: evidence for asexual reproduction in ophiuroid larvae[J] . Am Zool, 1996, 36: 70.[20]Vickery M C L, Vickery M S , Amsler C D, et al. Regeneration in echinoderm larvae [J] .Microsc Res Tech, 2001, 55: 464 - 473.[21]Vickery M C L, Vickery M S , McClintock J B, et al. Utilization of a novel deuterostomemodel for the study of regeneration genetics:molecular cloning of genes that are differentially expressed during early st ages of larval seast arregeneration [ J ] . Gene, 2001, 262:73 -80.[22]Vickery M S. Comparative studies of regeneration and cloning in the planktotrophic larvaeof the sea stars Luidiafoliolata and Pisaster ochraceus [D] . Birmingham: University of Alabama at Birmingham,2002.。