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eLife:想拥有壁虎一样强大的再生能力吗?免疫细胞是关键

2017/05/19 来源:生物探索
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导读
近日,一项发表于eLife上的研究为人类组织再生带来了新希望,来自肯塔基大学的一个团队发现,在伤口愈合和产生瘢痕过程中扮演重要角色的一种免疫细胞——巨噬细胞,对于哺乳动物复杂组织再生也至关重要。这项研究提示在不久的将来或许能通过免疫细胞帮助刺激人类的组织再生。


壁虎的尾巴断了,能快速地长出一条新的。而人类的手指受了伤只能留下一条疤痕。一些动物强大的再生能力令人类艳羡不已。近日,一项发表于eLife上的研究为人类组织再生带来了新希望,来自肯塔基大学的一个团队发现,在伤口愈合和产生瘢痕过程中扮演重要角色的一种免疫细胞——巨噬细胞,对于哺乳动物复杂组织再生也至关重要。这项研究提示在不久的将来或许能通过免疫细胞帮助刺激人类的组织再生。

该研究的资深作者,英国艺术与科学学院生物学教授Ashley Seifert说:“由于几乎没有可以研究的对象,我们对哺乳动物的再生过程知之甚少,我们对器官再生的大多数了解来自于对无脊椎动物、两栖动物和鱼类的研究。如果我们想将基础再生生物学中的知识应用于人类,就需要了解哪种细胞和分子参与调节哺乳动物中的自然再生过程。”

科学家们一直试图理解,为什么一些动物,如蝾螈和斑马鱼,在受伤后能够重新长出新的身体部位,而其他一些动物,比如人类只能产生瘢痕组织。Seifert的实验室在八年前了解到非洲刺毛鼠是能够进行复杂组织再生的少数哺乳动物模型之一,这种小鼠吸引了研究人员的目光。但为何刺毛鼠和非再生的普通实验室小鼠受伤时会出现截然不同的愈合反应,研究人员对此仍不了解。Seifert和他的同事决定探究在刺毛鼠中观察到的再生反应与实验室小鼠中观察到的典型瘢痕形成反应相比,炎症环境有何不同。虽然两种小鼠在未受伤时的白细胞特征相同,但是损伤引起了不同的局部反应。

“我们想知道免疫细胞是否对刺毛鼠中的组织再生有调节作用,”该研究的主要作者Jennifer Simkin说,“将刺毛鼠与普通家鼠比较,我们发现再生期间活跃的巨噬细胞亚型不同于瘢痕形成过程中活跃的巨噬细胞。”

研究人员通过减少非洲刺毛鼠耳垂中的巨噬细胞,发现这些细胞对受伤时发动再生反应是必须的。当研究人员让巨噬细胞重新进入伤口部位时,再生反应就会发生。当研究小组在愈合组织中观察不同类型的巨噬细胞时,他们发现促炎型巨噬细胞在瘢痕形成期间十分丰富,但在再生期间非常罕见。


利用Clodronate Liposomes清除巨噬细胞抑制了再生反应

肯塔基大学脊髓和脑损伤研究中心生理学副教授John Gensel说:“越来越多的研究人员意识到巨噬细胞在再生和病理功能中都发挥着重要作用。这项新研究结果意味着我们的模型中的巨噬细胞激活有利于再生过程,下一步是确定再生所必需的巨噬细胞激活的组分。我们正在积极开发选择性激活巨噬细胞的临床可行的疗法,确认巨噬细胞激活的可靶向部分将为人类组织再生的探索开辟新方向。”

该研究小组的结果证明炎症细胞在调节再生反应中的重要作用。下一步是探索这些不同类型的巨噬细胞,以及局部组织环境如何改变响应损伤的细胞类型。研究希望能通过探索这些细胞机制促进发展恢复人体损伤组织的新的临床方法。

参考资料:

Macrophages are necessary for epimorphic regeneration in African spiny mice

UK researchers identify macrophages as key factor for regeneration in mammals

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