壁虎能长出新尾巴,人类的器官可再生吗?哺乳动物再生能力调控的关键“分子开关”——维生素A的代谢产物视黄酸,并首次成功实现哺乳动物器官的完全再生。
为何人类等哺乳动物器官受损后无法通过再生自我修复?这是再生医学领域的重大科学难题之一。与蝾螈等低等动物相比,哺乳动物大多数组织器官的再生能力极为有限,尤其是心脏、中枢神经系统等器官的完全再生一直未能实现,且哺乳动物器官再生失败的遗传机制始终不明确。
科学家将哺乳动物特有器官耳廓作为突破口。耳廓约在1.6亿年前进化形成,由皮肤、软骨、外周神经等复杂组织构成。不同哺乳动物耳廓受损后的再生能力有显著差异:家兔、非洲刺毛鼠等在耳廓受损后会形成芽基,进而实现完全修复;小鼠、大鼠等在损伤早期也会形成类似芽基的组织,却无法实现有效的再生。这种特定细胞行为的区别,为研究再生能力的分子机制提供了重要线索。
科学家对家兔和小鼠耳廓损伤修复过程进行系统性比较研究,利用空间转录组测序、细胞谱系追踪等技术,精准解析了修复过程中细胞类型及基因表达的差异。
视黄酸是决定哺乳动物再生能力的关键“分子开关”,视黄酸生成不足会导致再生失败,而外源性补充视黄酸可激活再生。视黄酸能调控基因表达、细胞分化及微环境信号,成为连接遗传调控与再生能力的核心枢纽。此研究为探索哺乳动物心脏、中枢神经系统以及其他器官再生失败的关键因素提供了新思路。