解密，蝾螈的再生之谜

　　许多蝾螈可以很容易地再生失去的肢体，但成年哺乳动物，包括人类，并不能。为什么会出现这种情况是一个科学谜团，数千年来一直吸引着自然界的观察者。

　　现在，缅因州巴尔港MDI生物实验室的James Godwin博士领导的一个科学家团队，通过发现促进高度再生蝾螈axolotl再生的分子信号差异，同时阻断成年小鼠的再生，进一步揭开了这个谜团。

　　“MDI生物实验室的科学家们自1898年成立以来一直依靠比较生物学来深入了解人类健康，”该研究所所长Hermann Haller医学博士说。“詹姆斯·戈德温（James Godwin）在axolotl和小鼠身上进行的对比研究所促成的发现证明，向大自然学习的思想在今天和一百二十年前一样有效。”

　　哺乳动物通常在受伤部位形成疤痕，而不是再生丢失或受伤的身体部位。因为疤痕对再生造成了物理障碍，MDI生物实验室的再生医学研究集中在理解为什么蝾螈不会形成疤痕——或者，Godwin说：“我们的研究表明，人类具有尚未开发的再生潜力。如果我们能解决疤痕形成的问题，我们也许能释放我们潜在的再生潜能。蝾螈不会留下疤痕，这是允许再生发生的原因。但一旦疤痕形成，再生的游戏就结束了。如果我们能防止人类的疤痕形成，我们就能提高这么多人的生活质量。”

　　作为再生模型的axolotl蝾螈（一种在野外几乎灭绝的墨西哥蝾螈）是再生医学研究中最受欢迎的模式，因为它是大自然再生的冠军。虽然大多数蝾螈都有一定的再生能力，但axolotl几乎可以再生身体的任何部位，包括大脑、心脏、下巴、四肢、肺、卵巢、脊髓、皮肤、尾巴等等，人类婴儿可以再生心脏组织，儿童可以再生指尖——很可能成年哺乳动物保留了再生的遗传密码，提出了药物疗法的发展前景，以鼓励人类再生因疾病或损伤而失去的组织和器官，而不是形成疤痕。

　　在他最近的研究中，Godwin比较了axolotl巨噬细胞和小鼠的免疫细胞，目的是确定axolotl巨噬细胞促进再生的质量。这项研究建立在早期研究的基础上，戈德温发现巨噬细胞对再生至关重要：当它们耗尽时，axolotl形成疤痕而不是再生，就像哺乳动物一样。

　　最近的研究发现，尽管当生物体暴露于诸如细菌、真菌和病毒等病原体时，axolotl和小鼠体内的巨噬细胞信号传导相似，当暴露于损伤时，情况就不同了：axolotl中的巨噬细胞信号促进了新组织的生长，而小鼠中的巨噬细胞信号则促进了疤痕的形成。

　　这篇题为“Distinct TLR Signaling in the Salamander Response to Tissue Damage" 的文章最近发表在Developmental Dynamics杂志上。

　　论文报道了一类称为toll样受体（TLRs）的蛋白质的信号反应，在axolotl和小鼠中，巨噬细胞能够识别感染或组织损伤的威胁，并诱导炎症反应，但对损伤的反应却“出人意料地不同”。这一发现为axolotl再生机制提供了一个有趣的窗口。

　　能够“拉动再生杠杆”

　　发现一种与再生相容的替代信号通路，最终可能导致人类的再生医学疗法。虽然在短期内再生肢体可能不太现实，但对于那些疤痕在病理学中起主要作用的疾病，包括心脏、肾脏、肝脏和肺部疾病。

　　“我们越来越接近了解axolotl巨噬细胞是如何为再生做好准备的，这将使我们更接近能够拉动人类再生的杠杆，”Godwin说。“例如，我设想能够在伤口处使用局部水凝胶，该水凝胶中加入了一种调节剂，这种调节剂可以改变人类巨噬细胞的行为，使其更像axolotl。”

　　免疫学家Godwin选择检查免疫系统在再生中的功能，因为它在准备修复伤口方面的作用相当于在受伤部位的第一反应者。他最近的研究为TLR信号通路中关键节点的进一步定位打开了大门，TLR信号通路调控独特的免疫环境，使axolotl再生和无瘢痕修复成为可能。

　　原文检索：Ryan J. Debuque, Sergej Nowoshilow, Katya E. Chan, Nadia A. Rosenthal, James W. Godwin. Distinct toll‐like receptor signaling in the salamander response to tissue damage. Developmental Dynamics, 2021； DOI: 10.1002/dvdy.340