▎藥明康德內容團隊編輯
真渦蟲（planarian）是一種神奇的生物，它最為人所知的特點就是具有超強的再生能力：把它的腦袋給切掉，剩下的身體可以長出一個新的腦袋，令人稱奇。
▲真渦蟲具有極強的再生能力（圖片來源：參考資料[2]）
事實上，這種神奇生物的再生能力有著很高的精準度。科學家們發現，如果不是簡單粗暴地砍掉它整個腦袋，而是僅僅切掉它的眼睛，在幾天之後，真渦蟲的眼睛也能重新給長回來，並且新的眼睛還具有正常的功能。
這個現象讓科學家們百思不得其解。畢竟想讓眼睛具有正常的功能，只長出感光細胞可不夠。這些動物還必須把感光細胞和大腦用神經連接起來。在胚胎髮育的過程中，一類「路標細胞」（guidepost cells）會告訴神經細胞，如何在複雜的三維解剖環境中穿行，何時伸長，何時拐彎，何時停下，最終打通視覺的神經通路。
然而這些路標細胞很多只會短暫出現在胚胎髮育期間，很快就會消失。那麼成年的真渦蟲，又是掌握了什麼奧秘，能夠讓眼睛重生呢？
在今日發表的一篇《科學》論文中，來自麻省懷特海德研究所（Whitehead Institute）的一支團隊對這個問題進行了回答。
使用螢光原位雜交（FISH）技術，研究人員們在真渦蟲的視覺系統附近發現了一小批全新的細胞。這些細胞與神經有很高的重合度，它們要麼在眼睛附近，靠近感光細胞伸出神經軸突的位置；要麼沿著軸突前行的路徑分布。
令人驚訝的是，新找到的「路標細胞」里，根據基因表達的特徵，研究人員們意外發現，其中兩類居然是肌肉細胞！「在大部分動物體內，肌肉細胞可不幹這事。」本研究的第一作者M. Lucila Scimone博士說道。在其他動物里，充當「路標細胞」的，大部分是神經元和膠質細胞。
▲顯微鏡下的視覺神經軸突/感光細胞神經元（青色）與路標細胞（紫紅色）（圖片來源：Lucila Scimone, Whitehead Institute）
這些肌肉細胞真的會影響新神經的分布嗎？為了檢驗這個假設，研究人員們開發了一種「眼睛移植」技術，將一隻真渦蟲的眼睛，移植到另一隻真渦蟲腦袋上。研究發現，這些新的眼睛果然會朝著這些肌肉細胞伸出神經元，並在接觸到這些肌肉細胞後對前行方向進行調整，最終與大腦進行連接，行使正常的視覺功能。
有意思的是，倘若研究人員們把這些眼睛移植到真渦蟲身體的其他部位（缺乏這種特殊的肌肉細胞），感光神經元就找不到去大腦的路了。類似的，如果先去掉這些肌肉細胞，再進行移植，也會出現同樣的結果。
▲兩類肌肉細胞協助移植後的眼睛鋪好神經通路（圖片來源：參考資料[1]） 這些神奇的肌肉細胞是怎麼知道要出現在哪裡，從而指導神經的分布的呢？後續研究發現，原來在肌肉里會分泌一些特殊的信號分子，告訴這些指路的細胞前往哪裡。如果幹擾這些信號分子，指路的細胞就會迷路，前往錯誤的地方，也把神經引導到錯誤的地方。
「這是未來一個令人振奮的新方向，」本研究的通訊作者Peter W. Reddien教授說道：「我們現在知道了這些細胞的轉錄組，意味著我們能知道這些細胞表達的所有基因。這將能讓我們列出有趣的基因，探索它們的功能，看看哪些影響了這些細胞的功能。」
▲神奇的渦蟲，也許隱藏著治療人類神經損傷的秘密（圖片來源：Holger Brandl, HongKee Moon, Miquel Vila-Farré, Shang-Yun Liu, Ian Henry, and Jochen C. Rink / CC BY
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)） 《科學》雜誌為這篇論文特地做了專文評述。評述最後指出，這項工作為人類的神經再生帶來了新的方向。有朝一日，我們或許能夠模擬這些路標細胞的功能，指導神經軸突的形成。這對由於各種原因導致神經受損的患者來說，不啻是一個福音。
參考資料：
[1] M. Lucila Scimon et al., (2020), Muscle and neuronal guidepost-like cells facilitate planarian visual system regeneration, Science, DOI: 10.1126/science.aba3203
[2] Guide cells help navigate axon regeneration, Retrieved June 25, 2020, from https://science.sciencemag.org/content/368/6498/1428
[3] These muscle cells are guideposts to help regenerative flatworms grow back their eyes, Retrieved June 25, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/wifb-tmc062220.php