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水螅會死嗎,水螅體內含有大量的刺細胞嗎( 二 )

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水螅會死嗎,水螅體內含有大量的刺細胞嗎

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圖注：在水螅體內，WNT3為β-catenin保駕護航，而β-catenin可促進水螅頭部再生 ， 但正常情況下這種作用會被抑制
加利奧特團隊在研究中發現，Sp5基因編碼的蛋白可以抑制編碼WNT3蛋白的基因 ， 使其不能產生足量的WNT3蛋白，于是β-catenin也就失去了為自己“保駕護航”的伙伴 。這樣，Sp5基因編碼的蛋白就在一定程度上阻止了β-catenin進入細胞核內，從而導致細胞不能生產讓水螅頭部再生的蛋白了 。
更有意思的是，Sp5基因也會受到β-catenin的調節 。也就是說，編碼WNT3、β-catenin蛋白的基因，以及Sp5基因，它們三個之間的相互作用組成了一個循環，Sp5可以抑制WNT3蛋白的基因，WNT3蛋白會保護β-catenin蛋白，β-catenin蛋白又會促進Sp5基因的表達 。當這個循環正常運轉時，水螅頭部就會正常發育 。但是，這個循環一旦被打斷，水螅頭部的發育就會出問題 。
水螅會死嗎,水螅體內含有大量的刺細胞嗎

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圖注：水螅體內的調節圈（綠色箭頭代表“促進”，紅色箭頭代表“抑制”）；當循環被打破時，水螅的頭部發育出現問題（右邊展示了三種不同的多頭情況）
為了驗證這一設想 ， 加利奧特團隊分別在不同的水螅中 ， 敲除了編碼β-catenin的基因和Sp5基因 。得到的水螅形態與上述理論猜想十分一致：敲除β-catenin的基因 ， 水螅頭部的發育會變得遲緩；
而敲除Sp5基因后，則產生了讓人震驚的結果-沒有了抑制因素 ， 水螅頭部的發育變得瘋狂起來 ， 有些水螅甚至長出了九個腦袋！
水螅會死嗎,水螅體內含有大量的刺細胞嗎

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圖注：電子顯微鏡下長著多個頭部的水螅
那么，這個令人震驚的結果，對于生物學其他領域有什么啟示呢？
這項研究有什么啟示？
【水螅會死嗎,水螅體內含有大量的刺細胞嗎】要回答這個問題，我們的注意力需要回到WNT3信號通路本身 。
實際上，WNT3蛋白是一個蛋白大類中的一員，我們把這一類蛋白叫做WNT蛋白家族 。這個蛋白家族在漫長的演化過程中非常保守——保守的意思是，雖然生物體經過了長時間的演化 ， 但這個蛋白家族沒怎么改變 。因此，WNT蛋白家族的成員所在的信號通路，在很多生物體中都存在，并且都與生長發育有關 。
更有意思的是 ， WNT蛋白家族最初是在小鼠的乳腺癌細胞中被發現的——一些科學家發現，當小鼠患有乳腺癌時，WNT蛋白家族成員的活性會顯著上升 。還有科學家發現，如果在小鼠的胚胎時期敲除編碼WNT蛋白的基因，那么小鼠的發育就會不健全 。后續研究還發現，WNT蛋白家族對神經系統的發育也很重要 。
從這些研究可以看出，WNT蛋白家族 ， 以及它們所參與的信號通路，不僅與多種生物體的生長發育有關，還與腫瘤的發生發展存在關聯 。打個比方，WNT信號通路就像在戰場中指引士兵沖擊的沖鋒號，給細胞發出“向前沖”的信號和指令 。但是，即便是發育中的生物體也不能肆意生長 ， 就像打仗也需要適當的指揮，如果沒有指揮，只知道沖鋒，最后結果也許只有壯烈的犧牲 。
破壞人類健康的癌癥，就是人體細胞生長紊亂導致的，其中一個可能的原因就是WNT信號通路在這些癌細胞中過度活躍，使癌細胞打破了人體內細胞正常的生長節奏，侵占周邊細胞所需要的養料，不受控制地拼命增殖，最后拖垮人體 。