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專題討論3：發育生物學與再生醫學新進展
Recent Advance in Developmental Biology and Regeneration Medicine |
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S3-5
從再生生物學到再生醫學：黃斑黑蟋蟀、RNAi、以及再生機制之探討
From Regeneration Biology to Regeneration Medicine: Crickets, RNAi, and Regeneration
張俊哲
國立臺灣大學昆蟲學系/生物科技研究所 |
近年來由於模式物種 (model organisms) 再生機制研究之蓬勃發展，使得參與再生過程之分子網路日漸明瞭。最令人矚目的成果之一，在於科學家發現共存於物種間參與再生之基因，以及他們所具備之高度保守功能 (highly-conserved functions)。由於原始物種與高度分化的物種均採用某些共同之「工具組基因」(toolkit genes) 進行組織之再生，因此「再生工具組基因」遂成為研究動物再生機制之重要標的基因 (target genes)。
黃果蠅 (Drosophila melanogaster) 由於生活史短、繁衍迅速，加上它的分子遺傳工具與相關累積資訊頗具規模，使得它成為研究多細胞動物發育與再生最重要而普及之模式物種之一。已知，完全變態果蠅的成蟲盤 (imaginal disc) 具備再生之特性，而且調控果蠅成蟲盤再生之某些同源基因 (homologous genes)，亦已被發現於其他動物之再生組織。然而，果蠅之成蟲盤藏於幼蟲體內，不利於觀察。相較於果蠅，黃斑黑蟋蟀 (Gryllus bimaculatus，以下簡稱蟋蟀) 隸屬半變態昆蟲，不具成蟲盤構造，幼蟲之外型與成蟲頗為近似，有利於外表組織器官再生之觀察。由於 RNA 干擾 (RNA interference, RNAi) 技術在抑制蟋蟀基因之成功運用，使得研究調控蟋蟀腿部再生基因之功能露出曙光。目前已知參與該物種腿部再生基因，以 RNAi 抑制後的表現型來分類，具備五種型式：(1) 無明顯表現型；(2) 僅在幼蟲具備表現型；(3) 僅在再生組織具備表現型；(4) 在幼蟲與再生組織皆具表現型；(5) 幼蟲致死表現型。
由於蟋蟀知表現序列標幟 (Expressed Sequence Tag, EST) 資料庫已建立，加上 RNAi 得以成熟運用，使得研究其腿部之再生分子網路成為解開動物器官組織再生機制之重要模式。輔以新世代基因解序技術 (Next Generation Sequencing Technology) 高效能之基因篩選效能，相信蟋蟀之再生工具組基因之全貌與功能，定能為解開動物之再生機制與再生醫學，做出重大之貢獻。 |
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