部分动物为何丧失再生能力?这一核心问题亟待解决

宁波市海曙区图书馆

在自然界的生物中,器官的再生能力各有不同,某些生物,例如硬骨鱼和蝾螈,它们的器官具有惊人的再生能力,可以完美地重新生长;然而,鸟类和哺乳动物,包括人类,大多数器官的再生能力相对较弱,特别是心脏受损后,甚至可能对生命构成威胁。这种再生能力的差异,以及如何恢复这种能力,是科研领域亟待破解的难题。

再生能力差异现状

在自然界中,不同生物的器官再生能力各不相同。硬骨鱼和蝾螈在这方面尤为出色,它们的四肢、心脏等关键器官受损后,能够凭借自身的再生能力恢复原状。然而,鸟类和哺乳动物的大多数器官再生能力相对较弱。以人类为例,心脏和中枢神经系统一旦受损,往往难以自行修复,这可能会导致生活能力的降低,甚至危及生命安全。

研究重大突破

6月27日,《科学》杂志公布消息,我国在再生医学方面有了重大突破。北京生命科学研究所和清华大学生物医学交叉研究院的王伟团队及其他研究人员,取得了突破性成就——他们首次发现了控制哺乳动物再生能力的“分子开关”——那就是视黄酸。此外,他们还成功实现了哺乳动物器官的完整再生。这一成果标志着我国在再生医学领域实现了原始创新的重大突破。

再生能力演化难题

在脊椎动物中,拥有非凡再生能力的个体主要分布在鱼类以及蝾螈等较低级别的生物中。这些生物与哺乳动物在进化链条上相隔甚远,因此,若想直接比较它们的再生能力和损伤修复机制,找出关键的遗传变异点显得尤为困难。为了攻克这一难题,研究团队将哺乳动物特有的外耳选为研究的核心。这种外耳结构大约在1.6亿年前在哺乳动物体内诞生,它拥有高效收集和传递声音的功能,这对于动物们来说,既有助于它们辨别方向,又能帮助它们避开捕食者的威胁。

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外耳研究价值

外耳作为研究模型,其操作简便且便于观察。不过,其内部构造实则相当复杂,涵盖了表皮和真皮等众多部分。在哺乳动物中,不同种类的外耳再生能力各异,例如,兔子和非洲刺毛鼠具备再生外耳的能力,而小鼠和大鼠则不具备。正因如此,外耳成为了探究再生能力调控机制的理想对象。

研究具体过程

研究团队选取家兔和小鼠的耳廓损伤修复作为研究对象,运用空间转录组测序、细胞谱系追踪等高端技术,对修复过程中细胞种类和基因表达的变化进行了深入分析。经过多次实验和细致研究,他们成功阐明了视黄酸这一重要“分子开关”在哺乳动物再生能力中的关键地位,并指出视黄酸水平过低会导致再生尝试的失败。

视黄酸的作用

视黄酸在器官再生过程中起着至关重要的作用。它能够调节基因的活性、促进细胞分裂,同时也在微环境中的信号传递中发挥作用,就像一个核心的转接站,将遗传信息的调控和再生能力紧密地结合在一起。王伟科学家指出,增加视黄酸的摄入量能够启动再生机制。这一研究成果为再生医学领域带来了新的曙光。

观察到器官再生领域的最新进展,你可能会感到好奇,再生医学是否有望在未来让人类的某些器官拥有自我修复的功能。对此,我们衷心希望各位在评论区分享您的观点,同时,我们也诚挚邀请您为这篇文章点赞并积极推广。