對肢體和器官再生的突破性認識——更接近再生醫(yī)學(xué)療法的發(fā)展
由緬因州巴爾港 MDI 生物實驗室的 James Godwin 博士領(lǐng)導(dǎo)的一個科學(xué)家團隊，通過發(fā)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)上的差異，離解開蠑螈可以再生而成年哺乳動物不能再生的謎團又近了一步。信號促進蠑螈（一種高度再生的蠑螈）的再生，同時在成年小鼠中阻斷它。戈德溫在這里被描繪成一個裝有蠑螈的坦克。圖片來源：MDI 生物實驗室
James W. Godwin 博士在蠑螈中的發(fā)現(xiàn)使科學(xué)更接近于再生醫(yī)學(xué)療法的發(fā)展。
許多蠑螈可以很容易地再生失去的肢體，但包括人類在內(nèi)的成年哺乳動物則不能。為什么會這樣是一個科學(xué)之謎，幾千年來一直讓自然世界的觀察者著迷。
現(xiàn)在，由緬因州巴爾港 MDI 生物實驗室的 James Godwin 博士領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了促進蠑螈再生的分子信號差異，離解開這個謎團又近了一步。 ，一種高度再生的蠑螈，同時在成年小鼠中阻斷它，這是一種再生能力有限的哺乳動物。
“自 1898 年成立以來，MDI 生物實驗室的科學(xué)家們一直依靠比較生物學(xué)來深入了解人類健康，”該機構(gòu)總裁 Hermann Haller 醫(yī)學(xué)博士說?！罢材匪埂じ甑聹貙ο旙⒑屠鲜蟮谋容^研究所促成的發(fā)現(xiàn)證明，向自然學(xué)習(xí)的想法在今天與 120 多年前一樣有效。”
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蠑螈是一種墨西哥蠑螈，現(xiàn)在幾乎在野外滅絕，它是再生醫(yī)學(xué)研究中最受歡迎的模型，因為它是大自然再生冠軍的獨一無二的地位。雖然大多數(shù)蠑螈具有一定的再生能力，但蠑螈可以再生幾乎任何身體部位，包括大腦、心臟、下巴、四肢、肺、卵巢、脊髓、皮膚、尾巴等。由 MDI 生物實驗室的 James Godwin 博士領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家已經(jīng)更接近解開為什么蠑螈可以再生而成年哺乳動物不能再生的奧秘，因為發(fā)現(xiàn)了促進再生的分子信號傳導(dǎo)的差異。蠑螈，一種高度再生的蠑螈，同時在成年小鼠中阻止它。圖片來源：MDI 生物實驗室
哺乳動物通常不會再生丟失或受傷的身體部位，而是在受傷部位形成疤痕。由于疤痕對再生造成了物理障礙，MDI 生物實驗室的再生醫(yī)學(xué)研究專注于了解為什么蠑螈不會形成疤痕——或者，為什么它不會像老鼠那樣對損傷做出反應(yīng)和其他哺乳動物一樣。
“我們的研究表明，人類具有尚未開發(fā)的再生潛力，”戈德溫說?！叭绻覀兡軌蚪鉀Q疤痕形成的問題，我們或許能夠釋放我們潛在的再生潛力。蠑螈不會留下疤痕，這就是讓再生發(fā)生的原因。但是一旦疤痕形成，就再生而言，游戲就結(jié)束了。如果我們能防止人類留下疤痕，我們就能提高這么多人的生活質(zhì)量?！?/p>
蠑螈作為再生模型
蠑螈是一種墨西哥蠑螈，現(xiàn)在幾乎在野外滅絕，它是再生醫(yī)學(xué)研究中最受歡迎的模型，因為它是大自然再生冠軍的獨一無二的地位。雖然大多數(shù)蠑螈具有一定的再生能力，但蠑螈可以再生幾乎任何身體部位，包括大腦、心臟、下巴、四肢、肺、卵巢、脊髓、皮膚、尾巴等。
由于哺乳動物胚胎和幼體具有再生能力——例如，人類嬰兒可以再生心臟組織，兒童可以再生指尖——成年哺乳動物很可能保留再生的遺傳密碼，從而提高了開發(fā)藥物療法以鼓勵人類的前景再生因疾病或受傷而失去的組織和器官，而不是形成疤痕。
這份來自緬因州巴爾港 MDI 生物實驗室的 James Godwin 博士的圖形摘要描述了蠑螈免疫系統(tǒng)中分子信號之間的差異，蠑螈是一種墨西哥蠑螈，可以很容易地再生四肢和其他身體部位，和成年老鼠，它不能。圖片來源：MDI 生物實驗室
在他最近的研究中，戈德溫將蠑螈中稱為巨噬細胞的免疫細胞與小鼠中的免疫細胞進行了比較，目的是確定蠑螈巨噬細胞中促進再生的質(zhì)量。該研究建立在早期研究的基礎(chǔ)上，在這些研究中，Godwin 發(fā)現(xiàn)巨噬細胞對再生至關(guān)重要：當(dāng)它們耗盡時，蠑螈會形成疤痕而不是再生，就像哺乳動物一樣。
最近的研究發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)有機體暴露于細菌、真菌和病毒等病原體時，蠑螈和小鼠體內(nèi)的巨噬細胞信號傳導(dǎo)相似，但當(dāng)它們受到傷害時，情況就不同了：蠑螈促進了新組織的生長，而小鼠體內(nèi)的則促進了疤痕形成。
該研究的論文題為“蠑螈對組織損傷反應(yīng)中的不同 TLR 信號”最近發(fā)表在《發(fā)展動力學(xué)》雜志上。除了 Godwin，作者還包括杰克遜實驗室的 Nadia Rosenthal 博士；澳大利亞再生醫(yī)學(xué)研究所 (ARMI) 的 Ryan Dubuque 和 Katya E. Chan；和奧地利維也納分子病理學(xué)研究所的 Sergej Nowoshilow 博士。
特刊：用于闡明發(fā)育生物學(xué)、進化和再生/修復(fù)機制的蠑螈模型：第一部分
與杰克遜實驗室聯(lián)合任命的戈德溫曾與ARMI有聯(lián)系，而羅森塔爾是ARMI的創(chuàng)始董事。MDI 生物實驗室和 ARMI 簽署了一項合作協(xié)議，以促進再生研究和教育以及開發(fā)新療法以改善人類健康。
具體來說，該論文報告稱，一類稱為 toll 樣受體 (TLR) 的蛋白質(zhì)的信號反應(yīng)“出乎意料地不同”，它允許巨噬細胞識別感染或組織損傷等威脅并誘導(dǎo)促炎反應(yīng)。以應(yīng)對蠑螈和小鼠的損傷。這一發(fā)現(xiàn)為了解蠑螈再生的機制提供了一個有趣的窗口。
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能夠“拉動再生的杠桿”
與再生兼容的替代信號通路的發(fā)現(xiàn)最終可能導(dǎo)致人類再生醫(yī)學(xué)療法。盡管在短期內(nèi)重新長出人體肢體可能不現(xiàn)實，但對于改善瘢痕在病理學(xué)中起主要作用的疾病（包括心臟、腎臟、肝臟和肺部疾?。┑呐R床結(jié)果的療法存在重大機遇。
“我們越來越接近了解蠑螈巨噬細胞如何為再生做好準(zhǔn)備，這將使我們更接近能夠拉動人類再生的杠桿，”戈德溫說?！袄?，我設(shè)想能夠在傷口部位使用局部水凝膠，該水凝膠帶有調(diào)節(jié)劑，可以改變?nèi)祟惥奘杉毎男袨?，使其更像蠑螈的行為?！?/p>
戈德溫是一名免疫學(xué)家，他選擇檢查免疫系統(tǒng)在再生中的功能，因為它在準(zhǔn)備傷口修復(fù)方面的作用相當(dāng)于受傷部位的第一反應(yīng)者。他最近的研究為進一步繪制 TLR 信號通路中的關(guān)鍵節(jié)點打開了大門，這些節(jié)點調(diào)節(jié)獨特的免疫環(huán)境，使蠑螈再生和無疤痕修復(fù)成為可能。