这种蜗牛可以再生眼睛——了解其原理或将帮助人类治疗损伤

乍一看，蜗牛和人类似乎没有太多相似之处。但实际上，我们的眼睛在结构上与一种原产于南美的淡水黄金苹果螺的眼睛相似。这种蜗牛拥有一项惊人的能力：在眼睛被切除后，它们能在大约一个月内重新长出一只功能完好的新眼睛。

现在，科学家们发现了与蜗牛眼睛发育相关的一个基因。对这种能够再生眼睛的物种进行进一步研究，或许有朝一日能帮助患有眼疾或眼部受伤的人类。

该研究的第一作者、加州大学戴维斯分校的生物学家爱丽丝·阿科西（Alice Accorsi）在意大利读研究生时对黄金苹果螺产生了兴趣，这种螺在当地是数量众多的入侵物种。“你简直可以在宠物店买到它们，作为清理鱼缸底部的蜗牛，”她告诉《科学新闻》的蒂娜·赫斯曼·塞伊（Tina Hesman Saey）。她决定深入了解是什么让这些蜗牛如此有韧性。研究结果于周三发表在《自然·通讯》杂志上。

“有趣的是，正是那些让它们成为入侵害虫的特性，也让它们成为了出色的实验动物，”阿科西告诉《大众科学》的劳拉·拜萨斯（Laura Baisas）。“它们生命力顽强，生长迅速，繁殖力强。它们的发育过程直接，没有幼虫期或变态期，这简化了实验工作的生命周期。”

阿科西和她的同事们通过解剖、显微镜观察和基因分析，研究了蜗牛的眼睛及其与人眼的相似之处。和我们一样，这种腹足动物也拥有带角膜、晶状体和感光细胞视网膜的照相机式眼睛。研究小组发现，黄金苹果螺和人类共有几个与眼睛发育相关的基因。

他们还确定了蜗牛眼睛再生过程的不同阶段。在眼睛被切除后的最初24小时内，伤口开始愈合。身体将未分化的细胞送到受影响区域，然后，在短短一周多一点的时间里，这些细胞通过开始形成眼睛结构而分化。在切除后的两周内，眼睛的各个结构都已形成，但仍需几周时间才能成熟。

研究人员还发现，蜗牛和人类都使用同一个名为pax6的基因来形成眼睛。“随着CRISPR技术的出现，我们现在可以在这个物种中操控基因。这包括靶向破坏pax6基因，这是一个在眼睛发育和再生中至关重要的调节因子，”研究的共同作者、斯托尔斯医学研究所的发育生物学家亚历杭德罗·桑切斯·阿尔瓦拉多（Alejandro Sánchez Alvarado）向《大众科学》解释道。没有功能正常的pax6基因，实验室的蜗牛出生时就没有眼睛。

人类还不能马上再生眼睛。该团队目前正致力于更好地理解参与眼睛再生的不同基因。为了进一步研究这个问题，研究人员将需要在成年蜗牛中突变或关闭pax6基因，然后评估它们再生眼睛的能力。

阿科西在一份声明中说，如果他们找到一组对蜗牛眼睛再生至关重要的基因，并且脊椎动物也拥有这些基因，科学家们或许有朝一日能够在人类身上激活它们。

未参与此项研究的加州大学欧文分校眼科医生兼干细胞研究员亨利·克拉森（Henry Klassen）告诉《科学新闻》，知道眼睛再生是可能的，这本身就是“一盏指路明灯”。

“你至少可以开始问这样的问题：‘障碍在哪里？在人类身上，这条相似的路径能走多远？又有哪些基因介入或被添加进来抑制了再生，或者未能作出反应？’”

该研究还强调了向自然界寻求新技术的重要性。“大自然通过进化已经进行了多次‘实验’，通过探索不同物种如何解决相似的生物学挑战，我们常常发现实现同一结果的方式不止一种，”阿科西告诉《大众科学》。“揭示这些多样的策略，可以为我们如何理解——并最终治疗——我们自己的身体，开辟全新的视角。”