科学家打开基因“开关”实现小鼠耳廓再生

壁虎断尾重生、蝾螈大脑自愈……一些动物的再生“超能力”让人叹为观止。然而，人类、小鼠等高等哺乳动物受伤后却只能结疤愈合，无法“原装”再生。高等哺乳动物是否在进化中丢失了再生能力？近日，我国科学家在小鼠“耳朵”上找到了关键线索。

图为激活Aldh1a2基因表达可使小鼠耳廓获得再生能力，右图为已修复的耳廓。（研究团队供图）

研究发现，Aldh1a2基因表达不足是导致小鼠耳廓再生失败的关键因素；而在激活该基因后，小鼠耳廓可实现再生。这为深入理解高等哺乳动物再生能力丢失机制提供了新思路，并为再生医学和人类受损器官的重建与再生提供了重要靶标。该研究成果27日发表于《科学》杂志。

北京华大生命科学研究院、北京生命科学研究所组成的研究团队，选取兔子和小鼠的耳廓作为研究模型，发现兔子可在一个月内修复4毫米至8毫米的耳洞损伤，小鼠却不具备此能力。团队采用单细胞测序和时空组学技术，描绘耳廓损伤后再生或修复的高分辨率单细胞时空动态过程，并对组织的再生和愈合过程进行对比。

结果发现，小鼠耳廓再生失败与视黄酸合成不足有关。视黄酸是维生素A的一种代谢产物，与细胞发育密切相关。视黄酸不足是因为合成视黄酸的基因Aldh1a2的表达不足。

北京华大生命科学研究院副研究员石小峰说，兔子的基因组中保留了负责调控Aldh1a2的一些关键DNA序列，好像基因表达的“开关”，在耳廓受伤时会被强烈激活，从而源源不断产生视黄酸，帮助组织再生。但在小鼠基因组中，可调控Aldh1a2的“开关”大都消失，导致视黄酸产量不高，无法再生组织。

如果人为按下基因表达“开关”，能否让动物具备再生能力？进一步实验发现，在激活Aldh1a2或外源补充视黄酸后，都可使成年小鼠耳廓伤口出现多能性细胞，从而重建耳廓的软骨与神经组织。

“这项研究的意义远超耳廓再生本身。”北京生命科学研究所研究员王伟表示，该成果为寻找器官再生能力提供了新思路，有望为大脑、中枢神经系统、心脏等复杂器官的再生修复提供新解决方案，推动再生医学从基础研究向临床应用迈出关键一步。

转自：新华社

记者：魏梦佳、王普

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