中国团队通过基因开关再生小鼠耳组织
激活维A代谢基因，哺乳动物或将拥有再生能力
中国科学家成功让本不具备再生能力的老鼠长出完整的外耳。他们认为，这一突破背后的关键——“基因开关”——有望开启哺乳动物组织再生的新纪元。
研究团队指出，哺乳动物之所以无法像一些低等脊椎动物那样自然修复组织，问题可能出在一种关键物质：视黄酸。这是维生素A的代谢产物，对细胞如何分化、组织如何修复至关重要。而老鼠之所以无法生成足够的视黄酸，是因为它们在进化中失去了启动相关酶类基因的DNA“遥控器”。
这项由中国国家生物科学研究所、华大基因研究院和陕西省农业分子生物学重点实验室合作完成的研究，近日发表于《Science》期刊。研究人员通过“重新接通”这段退化的遗传开关，成功激活老鼠耳朵的再生机制，让其重新生出包括软骨在内的完整外耳组织。
相比之下，某些动物如蝾螈可以重建四肢甚至器官，某些硬骨鱼类也能恢复受损的神经组织，而人类及大多数哺乳动物的再生能力却十分有限。这项研究聚焦于耳廓，这是一个结构复杂、包含皮肤、软骨、肌肉、外周神经和血管的区域。实验中，研究者观察到兔子的外耳即使被完全打穿，也能在一个月内愈合，三个月内重建完整软骨。而老鼠耳朵即便在三个月后也只能勉强长出一点点新软骨，几乎没有恢复能力。
关键的基因是ALDH1A2，它编码一种催化维生素A生成视黄酸的酶。实验发现，受伤后兔子体内该基因被快速激活并持续高表达，而老鼠则几乎检测不到相关反应。
当研究人员在老鼠中“补回”这个基因，或者直接注射视黄酸，又或者将兔子的基因增强子转植入老鼠体内，奇迹出现了：老鼠耳朵伤口愈合了，软骨重新生成，甚至连感觉神经都开始再生。
研究者写道，视黄酸信号在包括骨骼、四肢、皮肤、神经和肺在内的多种再生过程中都扮演重要角色。调节这一路径，很可能是未来脊椎动物再生研究的核心突破口。
华大基因研究院在新闻稿中补充说，这一发现不仅限于修复老鼠耳朵。由于相同的分子机制已在鱼鳍、蝾螈四肢再生中被证实，基于视黄酸的疗法或许能在不同类型组织中实现跨物种应用。
“对战场上的创伤外科医生、为先天畸形患儿重建容貌的整形医生、以及面对心梗病人的心脏科专家来说，如果能通过一个分子开关来‘重建’而非‘修补’，这将是医学领域的范式转变。”
更令人期待的是，视黄酸已被美国食品药品监督管理局批准用于治疗特定癌症和皮肤病，这意味着将其用于再生医学的临床试验，有望大幅加快监管审批流程。
