為了生存，海星會割斷自己的身體部位來逃避掠食者。它們最終也將再生那些失去的肢體，但這種生物過程如何運作仍然是個謎。現在，一群科學家發現了一種神經激素，它能引發普通海星的肢體切割。魯本斯紫苑）。 8 月 29 日發表在期刊上的一項研究詳細介紹了這項發現 現代生物學。

什麼是自割術？

自切術是動物分離身體部位並仍然存活的能力，作為逃離試圖吃掉它的動物的一種方式。蜥蜴可以脫掉尾巴來逃跑，蠑螈可以重新長出四肢、眼睛、下巴、脊髓等。海星——或者說海星——會切斷自己的一條或多條手臂，並隨著時間的推移重新長出因自切而失去的肢體。

「發生自切的區域的組織已預先適應以促進快速再生，」倫敦瑪麗女王大學 (QMUL) 的研究合著者和生物學家莫里斯·R·埃爾菲克 (Maurice R. Elphick) 告訴我們 科普。 「就好像海星生來就期望在生命的某個階段會發生自切後的再生，即它們會受到捕食者的攻擊，或者它們的手臂會被困在岩石下，然後它們就會需要逃跑。”

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據埃爾菲克說，當科學家沿著海灘收集海星時，他們經常發現許多生物在生命的某個時刻明顯失去了一兩隻手臂。

「你可以看到自切發生的時間，因為再生的手臂比其他手臂小，而且它可能永遠不會達到與原始手臂相同的大小，」埃爾菲克說。

雖然自割術在三十多年前首次被科學地描述，但背後的分子和荷爾蒙仍然難以捉摸。在分子層面上了解這一過程背後的真正原因可能會對未來的再生醫學產生影響。

明星，他們就像我們一樣（某種程度上）

最初，這項新研究的團隊正在研究哺乳動物中一種稱為膽囊收縮素（CCK）的神經激素。他們對海星中類似的神經激素如何發揮作用感到好奇。

「它的生物作用之一 [in humans] 是為了刺激膽囊收縮，膽囊收縮迫使膽汁進入腸道，這反映了它在促進食物消化方面的作用，」埃爾菲克說。

CCK 也抑制進食行為。當胃吃飽並且食物進入腸道時，CCK 是一種激素，它會向大腦發出停止進食的信號。

鑑於CCK 在哺乳動物攝食行為中的作用，Elphick 和來自QMUL 和西班牙加的斯大學的研究合著者Ana Tinoco 正在研究一種名為ArSK/CCK1 的膽囊收縮素型神經激素在海星進食時如何發揮作用。在實驗室檢查神經激素時，他們觀察到它實際上觸發了一些海星的自主性，但不是全部。

「有些動物只失去了一隻手臂，但也有一些動物的五隻手臂中有四隻被自動切除，」埃爾菲克說。

他們發現，在分子層面上，膽囊收縮素型神經激素在海星和人類中的作用相似。它們與目標細胞表面的特定受體蛋白結合。然後這種結合會觸發一個訊號，最終改變目標細胞的一些特性。

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這些變化之一是肌肉收縮。在人類中，它會導致膽囊收縮。對海星來說，這些神經激素引發的收縮似乎與自切有關。

「我們有證據表明，這種勝肽的釋放促進了自切過程，我們認為這種勝肽會導致海星手臂底部的肌肉收縮，」埃爾菲克說。 “這樣就可以在自切後促進手臂的分離和傷口的閉合。”

該團隊仍在確定該過程如何運作的更詳細細節，但已將重點放在該領域以進行進一步研究。

未來的治療

雖然膽囊收縮素型神經激素在海星和人類中的作用方式非常相似，但這兩種生物體都進化到以不同的方式使用它們。然而，這些相似之處意味著進一步的研究可以增進我們對人體組織再生和更好的肢體損傷治療的理解。

「自斷過程很複雜，生物學中的許多過程也是如此，可能受到多種因素的調節，我們很想找出參與調節海星自主過程的其他分子，」埃爾菲克說。

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它也提供了一個教訓，告訴我們科學家如何從一個問題或專案開始，演變成完全不同的東西。

「我認為這項研究的一個重要訊息是，能夠進行實驗的重要性，因為你並不總是知道結果會是什麼，而且實際上也沒有假設，」埃爾菲克說。 “你只是進行觀察，然後偶爾你會發現一些真正有趣的東西”