北京生命科学研究所、北京华大生命科学研究院及西北农林科技大学的研究团队,在国际上首次发现能够决定动物再生能力的遗传分子开关。激活关键基因后,小鼠的耳廓实现再生。6月27日,这项高等哺乳动物再生机制研究的重要突破,在《科学》杂志发表。

在自然界中,很多低等动物都拥有极强的再生能力,比如壁虎能断尾重生,蝾螈可以实现大脑自愈。但随着物种演化,人类、小鼠等高等动物仅保留有限的再生能力。“如果在家兔的耳朵上打一个直径4毫米的小洞,1个月内缺失的组织就能恢复如初;小鼠就不具备这种再生能力,受伤后只能伤口愈合,无法实现‘原装’再生。”北京生命科学研究所研究员王伟用两种常见的动物举例,“要解释这种再生能力的获得和缺失,需要寻找背后的分子机制。”

在小鼠和兔子的耳廓上,科研团队找到了关键线索。团队定位了一系列与再生功能有潜在关系的再生因子,从而找到了关键的再生基因——Aldh1a2基因。兔子体内拥有该基因表达的开关,受伤时调控该基因的增强子被激活,伤口处便源源不断地产生视黄酸,帮助组织再生。而小鼠体内的此类按钮大多都已失活,Aldh1a2基因无法被叫醒,使得视黄酸合成不足,继而导致耳廓再生失败。

当科研团队尝试激活该基因或为小鼠补充视黄酸,他们惊喜地发现,小鼠耳廓的伤口不再只是简单愈合,而是实现了再生。将特定增强子导入小鼠的基因组,也能显著提升该基因的表达并促进再生。

“这相当于我们人为按下了开关。”王伟表示,此次实验让原本不具备再生能力的小鼠,完全获得了再生能力,这是该领域内的重要突破。“这给了我们新的希望,未来,或许可以通过寻找器官再生能力丢失的关键分子开关,解决大脑、心脏等复杂器官的再生难题。当然,随着器官结构的复杂程度提高,定位开关的难度也将成倍增长,我们要走的路还很长。”

编辑:王进文
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