哺乳动物也能再生？Cell子刊新论文发现了巨噬细胞的再生功能

近年来，科学家们发现，非洲刺毛鼠具有非凡的再生能力，可以克服皮肤、心脏、肾脏和脊髓的严重损伤。这种与实验小鼠十分相像的啮齿类动物主要分布在肯尼亚、索马里和坦桑尼亚等非洲国家的干旱栖息地中。但它为什么具有再生能力，依然是一个迷。

最近，肯塔基大学和辛辛那提儿童医院的一组研究人员深入研究刺毛鼠如何再生失去的组织，并利用他们学到的东西来触发其他类型小鼠的再生，这些进展有一天可能会转化为人类。

成年实验小鼠受伤后会用疤痕组织治愈损伤，而刺毛鼠有独特的能力再生失去的皮肤和再生体内的肌肉骨骼组织。

Ashley W. Seifert博士是英国文理学院生物系副教授，他和他的研究小组率先使用刺毛鼠和其他动物模型来了解复杂组织如何再生，将再生生物学和医学联系起来。

2023年4月，《科学进展》发表了Seifert团队的一项研究，重点关注组织愈合过程中细胞对损伤的反应。这篇论文展示了ERK信号如何作为平衡愈合反应的关键开关，并证明在实验室小鼠中增加和维持这种类型的信号可以触发再生反应，而不是形成疤痕。

而他们的最新发表在《发育细胞》杂志上的研究，为特定免疫细胞如何对损伤和直接组织再生做出反应提供了新的见解。

这组科学家研究了一种被称为巨噬细胞的特殊类型的免疫细胞，巨噬细胞在调节炎症反应中起着至关重要的作用，通过保护受损组织免受病原体的侵害，同时促进刺毛鼠和实验室小鼠的组织修复。

Seifert说:“在我们的研究中，我们使用双物种系统来解剖两种愈合模式之间的巨噬细胞表型:组织再生或疤痕组织形成。”“虽然目前还不清楚巨噬细胞最终控制不同愈合轨迹的程度，但我们观察到与再生特异性一致的微妙而独特的巨噬细胞特征。”

研究人员利用两种啮齿动物的相同损伤，研究了巨噬细胞释放的信号，这些信号与附近的细胞交流，告诉它们重建所有缺失的组织。他们还注意到在这些过程中细胞的特征或表型。

Seifert说:“我们的研究表明，刺毛鼠巨噬细胞释放出独特的蛋白质，这些蛋白质在一定程度上负责损伤部位特殊组织的重组，并保护细胞免受压力。总的来说，我们的实验表明巨噬细胞建立了一个有利于再生的组织微环境。”

研究人员检查并比较了两种小鼠骨髓中的巨噬细胞。然后，他们使用RNA测序来鉴定这些细胞分泌的蛋白质。(RNA或核糖核酸是一种携带DNA遗传指令来制造蛋白质的分子。)

研究人员发现，来自骨髓的巨噬细胞对干扰素和脂多糖的反应不同。干扰素是细胞对感染反应产生的一种蛋白质，脂多糖是在一些细菌中发现的一种刺激免疫系统的分子。

Seifert说:“作为对炎症信号的反应，小鼠体内的巨噬细胞释放出独特的通讯蛋白，促进新血管、淋巴管的生长，抗炎活动和组织重建，对再生愈合有积极的贡献。”

英国研究小组发现，这些细胞在疤痕组织形成或再生过程中保持其独特性。科学家们研究了愈合过程中五个不同时间点的样本，以更好地了解巨噬细胞如何发挥作用的时间轴。

一项基因分析向研究人员展示了每种小鼠体内由细胞产生的哪种类型的分子最活跃，以及这些分子与哪种功能最相关。

Seifert说:“在我们回答更多关于棘鼠的科学问题的工作中，我们发现一种特殊类型的蛋白质——血管内皮生长因子c或VEGFC，是刺毛鼠巨噬细胞在再生过程中独特分泌的。它还发挥着多种功能，促进新血液和淋巴管的生长。”

“通过特异性抗体阻断棘鼠耳中的VEGFC蛋白，我们观察到血管、淋巴管的形成和细胞分裂发生了显著变化。这也导致了新毛囊形成的减少和炎症的增加，最终破坏了组织再生的过程，此外，我们推测，在纤维化伤口愈合过程中，增强巨噬细胞分泌VEGFC和其他因子可能有助于组织愈合的再生结果，但需要进一步的实验来证实这一想法。”

该研究最终表明，在全身特定组织中发现的巨噬细胞有助于指导和调节细胞修复程序。重要的是，这项研究的结果表明巨噬细胞的类型很重要，并表明改变一种巨噬细胞的分泌可以改变组织自我修复的方式。

这项研究旨在释放人体在创伤后再生的自然潜力。“为了做到这一点，我们研究了受伤后可以再生多种组织(毛发、软骨、肌肉和皮肤)的动物，以找到更好愈合所需的细胞和分子信号。最终，我们希望这些发现能为促进伤口愈合的新疗法铺平道路。”

研究人员说，需要进一步的研究来更好地理解和定义再生过程中的一些细胞串扰。

这组研究人员代表了英国生物和生理学系、英国脊髓和脑损伤研究中心、路易斯安那州立大学健康-新奥尔良分校、辛辛那提大学儿童医院医学中心和欧洲生物信息学研究所。