調控微環境或可“解鎖”哺乳動物肢體再生能力

由 科技導報 發佈於 科技

'26-04-10

來源:科技日報

記者:張夢然

長期以來,哺乳動物在受傷後通常以疤痕癒合告終,而無法像蠑螈或某些魚類那樣實現肢體完美再生。產生這一根本差異的祕密是什麼?瑞士洛桑聯邦理工學院、英國劍橋幹細胞研究所、美國哈佛大學幹細胞與再生生物學系的聯合研究揭示,關鍵可能並非哺乳動物缺乏再生所需的基因,而是傷口局部的微環境傾向於抑制再生程序、促進纖維化修復。通過主動調控這一微環境,或可“解鎖”其內在的再生潛力。兩項相關研究最新發表於《科學》雜誌,爲未來開發促進人類組織再生的策略指出了新方向。

圖片來源:pixabay

第一項研究聚焦於組織物理特性與細胞外基質的關鍵作用。團隊發現,成年小鼠指尖末端本已具備有限的再生能力,但更靠近軀幹的肢體部分在截肢後則失去再生能力、形成疤痕。這種差異與損傷部位組織的軟化程度及一種名爲透明質酸(HA)的細胞外基質成分的富集密切相關。團隊進一步鎖定了一個名爲HAPLN1的關鍵蛋白。實驗表明,在非再生截肢模型中過表達HAPLN1,可有效增加局部HA積累、減少纖維化,並驅動骨骼生長超越原損傷平面。這項研究明確了走向修復還是再生的關鍵開關,提示HAPLN1/HA通路是一個有前景的治療靶點。

第二項研究則從氧氣張力與細胞內在程序聯動入手。團隊比較了再生能力強大的非洲爪蟾蝌蚪與再生受限的小鼠胚胎,發現低氧環境是促進再生的一個重要條件。將小鼠肢體外植體置於低氧條件下(模擬水生爪蟾的環境),可顯著改善傷口閉合,促進細胞增殖與遷移,並穩定低氧誘導因子。相比之下,暴露於常氧環境的小鼠肢體傷口無法有效閉合。更重要的是,改變基因的修飾狀態,可能喚醒一些在哺乳動物成年期沉默的、古老的再生相關程序。

這兩項研究具有臨牀應用開發潛力,未來的治療策略或可通過模擬促進再生的微環境,實現更完善的組織修復與再生。

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