記者昨天（29日）從中關村生命科學園獲悉，園內科研機構誕生原創發現，揭示了哺乳動物再生能力調控的“開關”——視黃酸信號通路的活性強弱，是決定哺乳動物耳廓再生與否的分子開關。
這一重要發現由北京生命科學研究所/清華大學生物醫學交叉研究院王偉實驗室得出，為通過再生醫學手段實現人體重要器官損傷后的自我修復提供了新思路。相關研究論文近日發表于權威學術期刊《Science》（《科學》）。
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弱分布不均。部分動物在遭受急性損傷后，可通過再生實現組織結構及功能的完全恢復，例如硬骨魚及蠑螈等，而鳥類及哺乳動物的多數器官再生能力十分有限。以人類為例，心臟及中樞神經等損傷后，因無法自我修復，會造成嚴重的器官功能喪失，進而導致個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？這成為生物學及再生醫學領域一直探索的問題。此次研究中，王偉實驗室選用一個哺乳動物特有的、易于觀察及操作的、具有再生多樣性的器官——外耳（耳廓）來闡明再生能力調控的基本原理。在哺乳動物中，兔子和非洲刺毛鼠等可進行耳廓再生，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結構、細胞類型、基因表達等多個維度詳細比較了兔子和小鼠在耳廓損傷后響應程序的異同。研究人員發現，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構和細胞類型高度相似，均存在一群損傷誘導產生的成纖維細胞（WIFs）。通過比較兩個物種WIFs在基因表達層面的差異，研究人員鑒定了9個潛在關鍵差異基因。
隨后，通過人為增加目標基因的表達水平，研究發現，當目標基因——視黃酸的限速合成酶Aldh1a2增加表達水平后，小鼠原本不能再生的耳廓變為可再生。與此同時，直接通過外源補充視黃酸也可使小鼠和大鼠重新獲得再生能力。視黃酸誘導的再生可完全恢復損傷后丟失的耳廓內部組織結構，包括軟骨、外周神經等。
進一步研究顯示，兔子Aldh1a2基因的附近存在多個損傷響應的增強子，共同調控該基因損傷后的表達。這一現象在小鼠和大鼠中則正好相反，絕大部分的增強子都已丟失或不再響應損傷，進而導致Aldh1a2在損傷后表達不足。這一發現證實了王偉此前提出的“動物再生能力的丟失很有可能是通過再生響應增強子的變化實現的”這一理論假說。在實際研究中，利用兔子的增強子在小鼠耳廓中驅動Aldh1a2的表達，可以顯著促進再生。（記者 趙語涵）
記者昨天（29日）從中關村生命科學園獲悉，園內科研機構誕生原創發現，揭示了哺乳動物再生能力調控的“開關”——視黃酸信號通路的活性強弱，是決定哺乳動物耳廓再生與否的分子開關。
這一重要發現由北京生命科學研究所/清華大學生物醫學交叉研究院王偉實驗室得出，為通過再生醫學手段實現人體重要器官損傷后的自我修復提供了新思路。相關研究論文近日發表于權威學術期刊《Science》（《科學》）。
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弱分布不均。部分動物在遭受急性損傷后，可通過再生實現組織結構及功能的完全恢復，例如硬骨魚及蠑螈等，而鳥類及哺乳動物的多數器官再生能力十分有限。以人類為例，心臟及中樞神經等損傷后，因無法自我修復，會造成嚴重的器官功能喪失，進而導致個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？這成為生物學及再生醫學領域一直探索的問題。此次研究中，王偉實驗室選用一個哺乳動物特有的、易于觀察及操作的、具有再生多樣性的器官——外耳（耳廓）來闡明再生能力調控的基本原理。在哺乳動物中，兔子和非洲刺毛鼠等可進行耳廓再生，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結構、細胞類型、基因表達等多個維度詳細比較了兔子和小鼠在耳廓損傷后響應程序的異同。研究人員發現，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構和細胞類型高度相似，均存在一群損傷誘導產生的成纖維細胞（WIFs）。通過比較兩個物種WIFs在基因表達層面的差異，研究人員鑒定了9個潛在關鍵差異基因。
隨后，通過人為增加目標基因的表達水平，研究發現，當目標基因——視黃酸的限速合成酶Aldh1a2增加表達水平后，小鼠原本不能再生的耳廓變為可再生。與此同時，直接通過外源補充視黃酸也可使小鼠和大鼠重新獲得再生能力。視黃酸誘導的再生可完全恢復損傷后丟失的耳廓內部組織結構，包括軟骨、外周神經等。
進一步研究顯示，兔子Aldh1a2基因的附近存在多個損傷響應的增強子，共同調控該基因損傷后的表達。這一現象在小鼠和大鼠中則正好相反，絕大部分的增強子都已丟失或不再響應損傷，進而導致Aldh1a2在損傷后表達不足。這一發現證實了王偉此前提出的“動物再生能力的丟失很有可能是通過再生響應增強子的變化實現的”這一理論假說。在實際研究中，利用兔子的增強子在小鼠耳廓中驅動Aldh1a2的表達，可以顯著促進再生。（記者 趙語涵）
本文鏈接：他們發現了哺乳動物器官再生“開關”http://m.sq15.cn/show-2-12900-0.html
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