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低等脊椎动物部分器官损伤后可以恢复之前的结构和模式,实现功能性再生。区别于四肢的肌肉来源于中胚层,下颌的肌肉来源于神经嵴。作为与四肢发育来源不同的下颌,其剪切后肌肉和神经是否能够完全再生及如何再生未见报道。斑马鱼下颌在剪切不超过1/3(紧邻齿骨联合下端的肌肉)时可以实现原来下颌结构的再生。我们首先通过 HE染色技术、解剖学技术和苏丹黑B神经染色技术分析了剪切前1/3时斑马鱼下颌再生中的肌肉组成及神经类型。我们的结果显示参与下颌再生的肌肉共5块,由背侧到腹侧依次是:两块呈左右对称分布纵向排列的背舌展肌(dorsal sections of protractor hyoidei muscle),一块呈横向排列的前颌间(intermandibularis anterior muscle)及两块呈对称分布纵向排列的腹舌展肌(ventral sections of protractor hyoidei muscle)。其中,分布于下颌再生肌肉中的神经是三叉神经远端支和面神经舌颌支(marginal mandible branch of facial nerves)的运动支。由此我们可以得出结论即参与下颌再生的肌肉有背舌展肌、前颌间肌和腹舌展肌;参与下颌再生的神经为三叉神经和面神经。 我们利用免疫荧光组织化学等实验技术观察剪切斑马鱼下颌前1/3时神经和肌肉的再生过程以考察神经和肌肉的再生。结果显示,截面附近的轴突末梢在剪切后5小时降解,剪切后2天时完全消失。剪切后3天,整个芽基(blastema)所在位置已出现新生的轴突末梢。剪切5天时,芽基上布满大量的轴突末梢。肌纤维是在剪切后12小时发生断裂,剪切后5天形成芽基细胞,剪切后9天出现新生的肌细胞即肌小管,剪切后14天新生的肌细胞与新生的轴突末梢建立神经肌肉接头联系,30天后成为成熟的肌肉组织。由此得出神经的出现早于芽基的形成,并且在肌肉前体细胞发育成成熟的肌纤维过程中都有神经的存在。另外,我们对肌肉的模式恢复进行了观察,结果显示神经的排列方向平行于下颌平面并垂直于体轴或平行于体轴,这与正常未剪切下颌的神经排列相一致。乙酰胆碱受体呈环形排列于肌纤维上,与正常排列方式一致,另外乙酰胆碱受体形态与正常一样,神经肌肉接头的数量也得到恢复。再生的肌纤维由背面到腹面依次是纵向的背舌展肌、横向的前颌间肌和纵向的腹舌展肌,与正常未剪切下颌肌纤维相一致。其中肌纤维排列方向平行于轴突末梢。这表明剪切下颌前1/3时,神经轴突和肌纤维的模式完全恢复。 为了进一步分析神经和肌肉完全再生的条件,我们比较了剪切下颌前1/3和超过1/3时下颌神经和肌肉的再生模式。结果显示剪切下颌超过1/3时,下颌再生的轴突末梢密度更高,直径更细。肌纤维排列方向呈现异常,呈横向排列的肌纤维表现出倾斜的排列方式。乙酰胆碱受体细小且弥散,与神经轴突共定位的数量减少。但是我们发现异常排列的再生肌纤维排列方向与轴突末梢排列方向平行。我们推测可能剪切下颌超过1/3时,致使轴突末梢受损严重,导致轴突末梢定位不精确,从而引起了乙酰胆碱受体和肌纤维排列方向异常。从而说明神经极可能对肌肉的模式重建及功能的重建发挥重要作用。 通过对斑马鱼下颌再生神经和肌肉关系的研究,揭示了下颌复杂器官再生模式的恢复。同时,通过比较剪切前1/3和超过1/3时的神经和肌肉再生,揭示斑马鱼下颌再生局限性,以帮助我们进一步挖掘不同组织具有不同再生能力的机制。进而为我们进一步探知再生奥秘、各种疾病的再生治疗提供更有意义更有价值的信息,以推动再生医学的快速发展。