哺乳動物再生能力調控關鍵分子開關發現

科技日報北京6月27日電 （記者代小佩）27日，國際期刊《科學》發表了中國科學家在再生醫學領域的一項里程碑式成果。北京生命科學研究所、清華大學生物醫學交叉研究院王偉團隊等在國際上首次發現哺乳動物再生能力調控的關鍵“分子開關”——維生素A的代謝產物視黃酸，並首次成功實現哺乳動物器官的完全再生。這標誌着我國在再生醫學領域取得重大原始創新突破。

為何人類等哺乳動物器官受損後無法通過再生自我修復？這是再生醫學領域的重大科學難題之一。與蠑螈等低等動物相比，哺乳動物大多數組織器官的再生能力極為有限，尤其是心臟、中樞神經系統等器官的完全再生一直未能實現，且哺乳動物器官再生失敗的遺傳機制始終不明確。

研究團隊將哺乳動物特有器官耳廓作為突破口。耳廓約在1.6億年前進化形成，由皮膚、軟骨、外周神經等複雜組織構成。不同哺乳動物耳廓受損後的再生能力有顯著差異：家兔、非洲刺毛鼠等在耳廓受損後會形成芽基，進而實現完全修復；小鼠、大鼠等在損傷早期也會形成類似芽基的組織，卻無法實現有效的再生。“這種特定細胞行為的區別，為研究再生能力的分子機制提供了重要線索。”王偉説。

王偉團隊對家兔和小鼠耳廓損傷修復過程進行系統性比較研究，利用空間轉錄組測序、細胞譜系追蹤等技術，精準解析了修復過程中細胞類型及基因表達的差異。研究發現，視黃酸是決定哺乳動物再生能力的關鍵“分子開關”，視黃酸生成不足會導致再生失敗，而外源性補充視黃酸可激活再生。“視黃酸能調控基因表達、細胞分化及微環境信號，成為連接遺傳調控與再生能力的核心樞紐。”王偉解釋道。

浙江大學動物科學學院院長彭金榮教授評價：“這項研究為探索哺乳動物心臟、中樞神經系統以及其他器官再生失敗的關鍵因素提供了新思路，對理解物種產生及進化過程中再生能力的調控具有里程碑式意義。”