自曼彻斯特大学的科学家们在对蝌蚪尾巴再生机制进行研究后,获得了一个惊人的发现,这对于研究人类创伤愈合与再生具有重要的意义。
众所周知,相比包括人类在内的哺乳动物,青蛙和蝾螈具有不同寻常的再生能力。例如,如果蝌蚪失去它的尾巴,在一周之内就可以再生一条新的。数年来,曼彻斯特大学生命科学学院愈合基金中心的Enrique Amaya教授和研究小组一直试图更深入地了解再生过程,希望能够最终利用这一信息寻找到新的治疗,提高人类的创伤愈合和再生能力。
在早先的研究中,Amaya教授研究小组确定了尾巴再生过程中的激活基因。出乎意料的是,研究表明,一些与代谢相关的基因,尤其是与活性氧簇(ROS)生成相关的基因被激活。这些研究发现的不同寻常之处在于:人们通常认为ROS对细胞是有害的。
Amaya教授和他的研究小组决定追踪观察这一意外的结果,最新的研究发现发布在最新一期的《自然细胞生物学》(Nature Cell Biology)杂志上。
为了检测尾巴再生过程中的ROS,研究小组利用一种荧光分子(在H2O2存在的情况下会改变光发射特性)测量了H2O2(细胞中一种常见的活性氧簇)的水平。利用这种先进的成像模式,Amaya教授和研究小组证实,断尾后H2O2显着增高,有趣的是,他们发现在整个尾部再生过程中H2O2仍在升高,持续数日。
谈及该研究时,Amaya教授说:“发现尾巴再生过程中ROS处于高水平,我们感到很惊讶。传统上,人们认为ROS对于细胞有负面影响。然而在这种情况下,它们对于尾巴再生似乎具有正面影响。”
为了评估再生过程中ROS存在的重要性,Amaya教授研究小组采用两种方法来限制ROS生成。第一种是利用抗氧化剂等化学物质,第二种方法是除去负责ROS生成的基因。在这两种情况下,再生过程受到抑制,蝌蚪尾巴无法重新生长。
Amaya教授说:“当我们降低ROS水平时,不会发生组织生长和再生。我们的研究表明,ROS是启动和维持再生反应的必要条件。我们还发现,ROS生成对于激活Wnt信号至关重要。Wnt信号基本上与每个研究的再生系统均有关联,包括人类的在内。同样惊人的是,我们的研究表明抗氧化剂对于组织再生具有负面影响,而人们常认为抗氧化剂应该对健康有益。”