6月27日,國際期刊(kan)《科(ke)學(xue)》發(fa)表了中國科(ke)學(xue)家在再生(sheng)醫學(xue)領域的一項里程(cheng)碑式成(cheng)果。
北京(jing)生命科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所、清華大學(xue)(xue)生物(wu)醫學(xue)(xue)交叉研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)王偉(wei)團(tuan)隊等在(zai)國際上首次(ci)發現哺乳動物(wu)再(zai)(zai)生能力(li)調控的(de)關鍵“分子開關”——維(wei)生素A的(de)代謝產(chan)物(wu)視黃酸,并(bing)首次(ci)成功(gong)實(shi)現哺乳動物(wu)器(qi)官的(de)完全再(zai)(zai)生。這(zhe)標志著我國在(zai)再(zai)(zai)生醫學(xue)(xue)領域取得重大原(yuan)始創(chuang)新突破。

王偉(中)和來自其實驗室的兩位論文第一作者
為(wei)何人類(lei)等哺乳動物器官受損后無法通過(guo)再(zai)生自我修復?
這是再(zai)生(sheng)醫學領域的(de)重(zhong)大科學難題之一。與蠑螈等(deng)低等(deng)動物相比,哺乳動物大多數組織器(qi)官(guan)的(de)再(zai)生(sheng)能力極(ji)為有限,尤其是心臟、中(zhong)樞神經系統等(deng)器(qi)官(guan)的(de)完全再(zai)生(sheng)一直未能實現,且哺乳動物器(qi)官(guan)再(zai)生(sheng)失敗(bai)的(de)遺傳機(ji)制(zhi)始終不明(ming)確。
研究(jiu)團隊將(jiang)哺(bu)乳(ru)動物特有器官耳廓(kuo)作為(wei)突(tu)破(po)口。耳廓(kuo)約在1.6億年前進化形成,由皮膚(fu)、軟骨、外周神經等復雜組織構(gou)成。不同(tong)哺(bu)乳(ru)動物耳廓(kuo)受損后(hou)的(de)(de)(de)再生(sheng)能力有顯著差異:家兔、非(fei)洲刺毛鼠(shu)(shu)等在耳廓(kuo)受損后(hou)會形成芽(ya)基,進而實現(xian)完全修復;小鼠(shu)(shu)、大鼠(shu)(shu)等在損傷早期也(ye)會形成類(lei)似芽(ya)基的(de)(de)(de)組織,卻無法實現(xian)有效的(de)(de)(de)再生(sheng)。“這種特定細胞行為(wei)的(de)(de)(de)區別,為(wei)研究(jiu)再生(sheng)能力的(de)(de)(de)分子機制提供了重(zhong)要線(xian)索。”王(wang)偉說(shuo)。

在小鼠中表達視黃酸關鍵合成酶Aldh1a2可以完全恢復耳廓再生能力
王偉團隊對(dui)家(jia)兔和(he)小鼠(shu)耳廓損傷修復過程進行系(xi)(xi)統性比(bi)較研究,利用空間轉錄組測序、細胞譜(pu)系(xi)(xi)追蹤等技術,精(jing)準解析了修復過程中細胞類型及(ji)基因表(biao)達的差異。
研究(jiu)發現,視(shi)黃(huang)(huang)酸(suan)是決定哺乳動物再生能力的關鍵(jian)“分子(zi)開(kai)關”,視(shi)黃(huang)(huang)酸(suan)生成不(bu)足(zu)會導(dao)致再生失敗,而外源性補充視(shi)黃(huang)(huang)酸(suan)可激活再生。
王偉:“視黃酸能(neng)調控基(ji)因表(biao)達、細胞分(fen)化(hua)及(ji)微環境信號,成為(wei)連接遺傳調控與再(zai)生能(neng)力的核心樞紐。”
浙江大(da)學動物(wu)科學學院(yuan)院(yuan)長彭金榮教授評價:“這項研(yan)究為探索哺乳(ru)動物(wu)心(xin)臟、中樞(shu)神經(jing)系(xi)統以及其他器官再生失(shi)敗的關鍵因素提供了新思路,對理解物(wu)種產生及進化過程(cheng)中再生能力的調(diao)控(kong)具(ju)有(you)里程(cheng)碑(bei)式意(yi)義。”
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