你们知道吗?防晒不仅是人类的特权,鱼也会防晒!快来看看Nature是怎么说的吧!
这个研究的开始要从清蒸鱼说起。作为资深吃货的我们,吃鱼或者杀鱼的时候都会注意到在鱼肚子里有一层黑膜。这层黑膜我们都司空见惯了,但是老外他们不是!他们用斑马鱼做模型研究造血干细胞的时候,发现了一个问题:鱼肚皮上这黑膜是什么鬼?这个黑膜是用来干什么的呢?
看到这里,有人肯定想:“这些是鱼的脏东西,去了它以后鱼就不会腥啦!”说的好!可惜大错特错!
薄薄的黑膜,大大的作用!这层黑膜是由黑色素细胞组成的。黑色素细胞是皮肤组织中一类能够产生并向周围的角质细胞传递黑色素的特殊细胞。黑色素停留在角质细胞中,就能防止光线辐射对DNA产生的损伤,就像皮肤上覆盖了一层黑衣服,从而起到天然的“防晒”作用。
为什么鱼也要防晒?
在实验室条件下,黑色素细胞就像一个大伞一样笼罩在肾髓的上方。而肾髓就是鱼类容纳造血干细胞的场所,我们称之为“造血生态位”。研究者猜想:黑色素细胞或许能对造血干细胞起到一定的保护作用。于是他们结合“防晒”的原理,灵机一动,开始在紫外线的条件下,对有黑膜以及无黑膜的鱼进行对照,结果不出所料:无黑膜的鱼其造血干细胞的DNA受到了明显的损伤。这一点有效的证实了黑色素细胞能防止紫外线对造血干细胞的DNA损伤作用。
原来,鱼的防晒是为了保命啊!黑膜对紫外线的保护机制只是简单的光学屏障吗?会不会涉及与光屏蔽无关的机制,例如旁分泌信号传导?他们将正常的黑膜移出光路,并将造血干细胞暴露于来自腹侧的UV照射。结果表明,造血干细胞严重受损!不难发现,黑膜竟然是通过纯粹的光学屏蔽机制来保护造血干细胞的!研究干了这么久,想得越多,绕的弯越多啊!还真没想到,Nature这次探究的原理真是出奇的简单易懂。
黑膜不是斑马鱼的专利。他们开始沿着鱼类和其他脊椎动物的进化树进行组织学分析,发现在所有被分析的硬骨鱼中都有黑色素细胞覆盖的造血肾髓!即使是在两栖动物非洲爪蟾和安东尼毒箭蛙中,也发现了黑膜。通过分析青石斛的发展过程,他们还发现,当蝌蚪第一次发育出双腿的时候,“造血生态位”就开始向骨髓转移。这可能表明,陆生动物的“造血生态位”向骨髓的转移,是为了寻求皮质骨对紫外线的屏障保护。说到底,紫外线才是幕后大佬!
总的来说,他们揭示了水生动物的“防晒”靠的是黑色素细胞伞,而陆生动物“防晒”靠的是皮质骨。在由水生向陆生的过渡过程中,造血干细胞之所以向不同“造血生态位”迁移,都是为了“防晒”保命啊!这么说来,紫外线才是幕后元凶!
而随着亿万年人类的不断进化,造血生态位迁移到厚厚的骨头内,我们不再需要皮肤晒黑来保命了!这可能是作为高级生物的优点之一,我们有机会追求白皙的皮肤!
参考文献:
[1]李园, 刘文艳, 蔡永强,等. 黑色素细胞相关调控因子研究进展[J]. 动物医学进展, 2017, 38(2):79-82.
[2]刘文艳, 李园, 蔡永强,等. 黑色素细胞中MITF相关信号通路调控因子的研究进展[J]. 畜牧与兽医, 2017, 49(8):125-128.
[3]朱贤敏. 斑马鱼Jak2a基因的克隆、表达及其对造血功能影响的初步研究[D]. 华中科技大学, 2014.
[4]Protection from UV light is an evolutionarily conserved feature of the haematopoietic niche.Nature volume 558, pages 445–448 (2018)