人身上的划痕会留下疤痕,而蝾螈却能长出完整的肢体。这种墨西哥蝾螈解决了一个自古以来困扰人类的难题:如何修复身体,而不是简单地修补。它的秘诀是什么?一种基于视黄酸的分子定位系统,就像细胞的GPS一样。当蝾螈失去肢体时,它的细胞准确地知道需要重建什么,以及每个碎片应该放在何处。这种外科手术般的精准度令人着迷。 詹姆斯·莫纳汉 东北大学研究员 他最终破译了肢体再生的机制。
分子取向系统的工作原理
墨西哥钝口螈的诀窍在于其精密而优雅的化学装置。 视黄酸众所周知,维生素A的衍生物——维生素A,在动物体内分布,形成一张精确的地图。肩部的浓度较高,腿部浓度较低。当组织受损时,细胞会读取这张化学地图,并准确地知道自己的位置。
CYP26B1酶 视黄酸作为一种调节剂,在不需要的地方降解视黄酸。当莫纳汉和他的团队抑制蝾螈体内的这种酶时,结果令人震惊:这些动物再生出了畸形的肢体,骨骼过多或位置错误。没有了正确的信号,身体就不再知道自己在哪里再生。
发现, 发表于《自然通讯》解答了困扰生物学家两个多世纪的问题:生物体如何知道该再生什么?答案在于位置记忆,这是每个细胞都携带的分子坐标系统。

Shox基因与人类肢体再生
通过研究基因,发现了另一个基本原理 SHOX当视黄酸水平升高时,该基因会被激活,这被证明对肢体再生至关重要。通过使用 CRISPR-Cas9 从美西螈基因组中去除 Shox,Monaghan 观察到这些动物的手臂非常短,但手掌大小正常。
最令人着迷的细节是什么?在人类中,Shox 基因突变会导致完全相同的异常。 这表明 生物机制是共享的 我们和这些非凡的生物之间。
Rebel 成纤维细胞与再生医学
我们人类也有视黄酸和成纤维细胞,它们负责组织修复。关键的区别在于,我们的成纤维细胞不像美西螈的成纤维细胞那样接收再生信号。当我们受伤时,我们的细胞只会产生胶原蛋白并形成疤痕。然而,在美西螈中,成纤维细胞对视黄酸的反应是“回到过去”,重建完整的骨骼。
“如果我们能让成纤维细胞接收这些再生信号,它们就能自己完成剩下的工作,”莫纳汉解释说。“它们已经知道如何构建肢体,因为它们在胚胎发育过程中就已经完成了。”
人类再生医学的道路仍然漫长,但 正如我在本文中指出的那样,也许就不需要发明任何新东西了: 我们只需要重新激活我们内心已经拥有的东西。