調(diào)控微環(huán)境或可“解鎖”哺乳動(dòng)物肢體再生能力

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記者：張夢(mèng)然

長(zhǎng)期以來(lái)，哺乳動(dòng)物在受傷后通常以疤痕愈合告終，而無(wú)法像蠑螈或某些魚(yú)類那樣實(shí)現(xiàn)肢體完美再生。產(chǎn)生這一根本差異的秘密是什么？瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、英國(guó)劍橋干細(xì)胞研究所、美國(guó)哈佛大學(xué)干細(xì)胞與再生生物學(xué)系的聯(lián)合研究揭示，關(guān)鍵可能并非哺乳動(dòng)物缺乏再生所需的基因，而是傷口局部的微環(huán)境傾向于抑制再生程序、促進(jìn)纖維化修復(fù)。通過(guò)主動(dòng)調(diào)控這一微環(huán)境，或可“解鎖”其內(nèi)在的再生潛力。兩項(xiàng)相關(guān)研究最新發(fā)表于《科學(xué)》雜志，為未來(lái)開(kāi)發(fā)促進(jìn)人類組織再生的策略指出了新方向。

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第一項(xiàng)研究聚焦于組織物理特性與細(xì)胞外基質(zhì)的關(guān)鍵作用。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，成年小鼠指尖末端本已具備有限的再生能力，但更靠近軀干的肢體部分在截肢后則失去再生能力、形成疤痕。這種差異與損傷部位組織的軟化程度及一種名為透明質(zhì)酸（HA）的細(xì)胞外基質(zhì)成分的富集密切相關(guān)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步鎖定了一個(gè)名為HAPLN1的關(guān)鍵蛋白。實(shí)驗(yàn)表明，在非再生截肢模型中過(guò)表達(dá)HAPLN1，可有效增加局部HA積累、減少纖維化，并驅(qū)動(dòng)骨骼生長(zhǎng)超越原損傷平面。這項(xiàng)研究明確了走向修復(fù)還是再生的關(guān)鍵開(kāi)關(guān)，提示HAPLN1/HA通路是一個(gè)有前景的治療靶點(diǎn)。

第二項(xiàng)研究則從氧氣張力與細(xì)胞內(nèi)在程序聯(lián)動(dòng)入手。團(tuán)隊(duì)比較了再生能力強(qiáng)大的非洲爪蟾蝌蚪與再生受限的小鼠胚胎，發(fā)現(xiàn)低氧環(huán)境是促進(jìn)再生的一個(gè)重要條件。將小鼠肢體外植體置于低氧條件下（模擬水生爪蟾的環(huán)境），可顯著改善傷口閉合，促進(jìn)細(xì)胞增殖與遷移，并穩(wěn)定低氧誘導(dǎo)因子。相比之下，暴露于常氧環(huán)境的小鼠肢體傷口無(wú)法有效閉合。更重要的是，改變基因的修飾狀態(tài)，可能喚醒一些在哺乳動(dòng)物成年期沉默的、古老的再生相關(guān)程序。

這兩項(xiàng)研究具有臨床應(yīng)用開(kāi)發(fā)潛力，未來(lái)的治療策略或可通過(guò)模擬促進(jìn)再生的微環(huán)境，實(shí)現(xiàn)更完善的組織修復(fù)與再生。