再生醫學與NMT非損傷微測技術(3)

作者：許越

盡管早在1905年，科學家Morgan就提出，細胞/組織外部的某些擴散性物質構成的特殊空間信息決定了組織的極性和分化方向。

但是，直到1997年，才由NMT（非損傷微測技術）的創始人員，Jaffe 和 Nuccitelli利用早期NMT技術觀測到了，組織/細胞的電學極性來源于帶有位置和方向信息的，離子和電場的非對稱分布。而這種電學極性必須靠它們外部電流/離子流動來維持。

2003年哈佛牙醫福塞斯研究所（Harvard School of Dental Medicine Affiliate The Forsyth Insitute）Dr. Michael Levin實驗室的Tim Hsiau，應用扁形蟲（也叫扁平蟲）對離子通道和離子泵在組織再生過程中的作用進行了藥理學研究。通過藥物篩選的方法，他們證明了有些離子通道活性是組織正常再生的必要條件（見圖2和圖4）。

（圖2）

比如，如果EAG類K⁺通道受到抑制，那么組織再生的起始過程將被終止；而如果H⁺ / K⁺-ATP泵和電壓依賴性K⁺通道受到抑制，則會引起再生眼睛的缺陷。即：K⁺的信號傳導和K⁺誘發的電壓差在組織再生中起著重要的作用。

（圖4）

該研究人員還進一步提出了離子流/梯度應該可以通過下面的幾個潛在機制來引發非對稱的基因表達。

1）這些離子流及其產生的電場可以傳遞位置信息；

2）離子流/梯度可能以靜電的形式吸引帶電荷的成形素（morphogens），比如：Ca²⁺，肌醇三磷酸（inositol triphosphate）；

3）離子流/梯度的非對稱分布有可能會激活電壓控制的細胞間隙，從而引發細胞間通訊的發生。

而不管前期的誘因是什么，后來的成形素便觸發了一系列連鎖反應，最終導致基因的不同表達。這些步驟包含著極為復雜的細胞間通訊及相互間的準確協調。

他們的實驗證明了，細胞/組織外的離子流，及其導致的電場差異，在組織再生里起著重要的作用。而這正是NMT可以充分發揮其作用的地方。

=============

參考文獻：

• "Ion Channel and Pump Function in Planarian Regeneration" by T Hsiau - ‎2003