記者昨天（29日）從中關(guān)村生命科學(xué)園獲悉，園內(nèi)科研機(jī)構(gòu)誕生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)，揭示了哺乳動物再生能力調(diào)控的“開關(guān)”——視黃酸信號通路的活性強(qiáng)弱，是決定哺乳動物耳廓再生與否的分子開關(guān)。
這一重要發(fā)現(xiàn)由北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院王偉實(shí)驗(yàn)室得出，為通過再生醫(yī)學(xué)手段實(shí)現(xiàn)人體重要器官損傷后的自我修復(fù)提供了新思路。相關(guān)研究論文近日發(fā)表于權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Science》（《科學(xué)》）。
器官再生在自然界中廣泛存在，但不同物種間再生能力的強(qiáng)弱分布不均。部分動物在遭受急性損傷后，可通過再生實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)及功能的完全恢復(fù)，例如硬骨魚及蠑螈等，而鳥類及哺乳動物的多數(shù)器官再生能力十分有限。以人類為例，心臟及中樞神經(jīng)等損傷后，因無法自我修復(fù)，會造成嚴(yán)重的器官功能喪失，進(jìn)而導(dǎo)致個(gè)體失去生活能力或者致死。
在物種形成及演化過程中為何部分動物會喪失器官再生能力？如何重新獲得這一能力？這成為生物學(xué)及再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直探索的問題。此次研究中，王偉實(shí)驗(yàn)室選用一個(gè)哺乳動物特有的、易于觀察及操作的、具有再生多樣性的器官——外耳（耳廓）來闡明再生能力調(diào)控的基本原理。在哺乳動物中，兔子和非洲刺毛鼠等可進(jìn)行耳廓再生，而小鼠和大鼠等無法再生損傷的耳廓。
該研究首先從損傷組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型、基因表達(dá)等多個(gè)維度詳細(xì)比較了兔子和小鼠在耳廓損傷后響應(yīng)程序的異同。研究人員發(fā)現(xiàn)，在損傷愈合前期，可再生和不可再生物種損傷部位形成的組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞類型高度相似，均存在一群損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的成纖維細(xì)胞（WIFs）。通過比較兩個(gè)物種WIFs在基因表達(dá)層面的差異，研究人員鑒定了9個(gè)潛在關(guān)鍵差異基因。
隨后，通過人為增加目標(biāo)基因的表達(dá)水平，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)目標(biāo)基因——視黃酸的限速合成酶Aldh1a2增加表達(dá)水平后，小鼠原本不能再生的耳廓變?yōu)榭稍偕?。與此同時(shí)，直接通過外源補(bǔ)充視黃酸也可使小鼠和大鼠重新獲得再生能力。視黃酸誘導(dǎo)的再生可完全恢復(fù)損傷后丟失的耳廓內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，包括軟骨、外周神經(jīng)等。
進(jìn)一步研究顯示，兔子Aldh1a2基因的附近存在多個(gè)損傷響應(yīng)的增強(qiáng)子，共同調(diào)控該基因損傷后的表達(dá)。這一現(xiàn)象在小鼠和大鼠中則正好相反，絕大部分的增強(qiáng)子都已丟失或不再響應(yīng)損傷，進(jìn)而導(dǎo)致Aldh1a2在損傷后表達(dá)不足。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了王偉此前提出的“動物再生能力的丟失很有可能是通過再生響應(yīng)增強(qiáng)子的變化實(shí)現(xiàn)的”這一理論假說。在實(shí)際研究中，利用兔子的增強(qiáng)子在小鼠耳廓中驅(qū)動Aldh1a2的表達(dá)，可以顯著促進(jìn)再生。（記者 趙語涵）
記者昨天（29日）從中關(guān)村生命科學(xué)園獲悉，園內(nèi)科研機(jī)構(gòu)誕生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)，揭示了哺乳動物再生能力調(diào)控的“開關(guān)”——視黃酸信號通路的活性強(qiáng)弱，是決定哺乳動物耳廓再生與否的分子開關(guān)。
這一重要發(fā)現(xiàn)由北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院王偉實(shí)驗(yàn)室得出，為通過再生醫(yī)學(xué)手段實(shí)現(xiàn)人體重要器官損傷后的自我修復(fù)提供了新思路。相關(guān)研究論文近日發(fā)表于權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Science》（《科學(xué)》）。
器官再生在自然界中廣泛存在，但不同物種間再生能力的強(qiáng)弱分布不均。部分動物在遭受急性損傷后，可通過再生實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)及功能的完全恢復(fù)，例如硬骨魚及蠑螈等，而鳥類及哺乳動物的多數(shù)器官再生能力十分有限。以人類為例，心臟及中樞神經(jīng)等損傷后，因無法自我修復(fù)，會造成嚴(yán)重的器官功能喪失，進(jìn)而導(dǎo)致個(gè)體失去生活能力或者致死。
在物種形成及演化過程中為何部分動物會喪失器官再生能力？如何重新獲得這一能力？這成為生物學(xué)及再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直探索的問題。此次研究中，王偉實(shí)驗(yàn)室選用一個(gè)哺乳動物特有的、易于觀察及操作的、具有再生多樣性的器官——外耳（耳廓）來闡明再生能力調(diào)控的基本原理。在哺乳動物中，兔子和非洲刺毛鼠等可進(jìn)行耳廓再生，而小鼠和大鼠等無法再生損傷的耳廓。
該研究首先從損傷組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型、基因表達(dá)等多個(gè)維度詳細(xì)比較了兔子和小鼠在耳廓損傷后響應(yīng)程序的異同。研究人員發(fā)現(xiàn)，在損傷愈合前期，可再生和不可再生物種損傷部位形成的組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞類型高度相似，均存在一群損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的成纖維細(xì)胞（WIFs）。通過比較兩個(gè)物種WIFs在基因表達(dá)層面的差異，研究人員鑒定了9個(gè)潛在關(guān)鍵差異基因。
隨后，通過人為增加目標(biāo)基因的表達(dá)水平，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)目標(biāo)基因——視黃酸的限速合成酶Aldh1a2增加表達(dá)水平后，小鼠原本不能再生的耳廓變?yōu)榭稍偕?。與此同時(shí)，直接通過外源補(bǔ)充視黃酸也可使小鼠和大鼠重新獲得再生能力。視黃酸誘導(dǎo)的再生可完全恢復(fù)損傷后丟失的耳廓內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，包括軟骨、外周神經(jīng)等。
進(jìn)一步研究顯示，兔子Aldh1a2基因的附近存在多個(gè)損傷響應(yīng)的增強(qiáng)子，共同調(diào)控該基因損傷后的表達(dá)。這一現(xiàn)象在小鼠和大鼠中則正好相反，絕大部分的增強(qiáng)子都已丟失或不再響應(yīng)損傷，進(jìn)而導(dǎo)致Aldh1a2在損傷后表達(dá)不足。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了王偉此前提出的“動物再生能力的丟失很有可能是通過再生響應(yīng)增強(qiáng)子的變化實(shí)現(xiàn)的”這一理論假說。在實(shí)際研究中，利用兔子的增強(qiáng)子在小鼠耳廓中驅(qū)動Aldh1a2的表達(dá)，可以顯著促進(jìn)再生。（記者 趙語涵）
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