壁虎能够断尾重生，蝾螈可以实现大脑自愈，但为何在高等动物中配资怎么玩的，这样的再生能力却不复存在？来自北京生命科学研究所、北京华大生命科学研究院、及西北农林科技大学的研究团队，在国际上首次发现能够决定动物再生能力的遗传分子开关，激活关键基因后，小鼠的耳廓实现了再生。6月27日，这项高等哺乳动物再生机制研究的重要突破，在《科学》杂志发表。
在自然界中，很多低等动物都拥有极强的再生能力，但随着物种演化，人类、小鼠等高等动物仅保留有限的能力。“如果我们在家兔的耳朵上打一个直径4毫米的小洞，在1个月内缺失的组织就能恢复如初。而小鼠就不具备这种再生能力，受伤后只能伤口愈合，无法实现‘原装’再生。”北京生命科学研究所研究员王伟用两种常见的动物举例，要解释这种再生能力的获得和缺失，需要寻找背后的分子机制。
在小鼠和兔子的耳廓上，科研团队找到了关键线索。“耳廓看起来结构很简单，但其实包含了肌肉、皮肤、软骨、脂肪组织等复杂的细胞类型，并且其再生能力具有多样性，因此我们选择它作为研究对象。”王伟表示，在研究中，单细胞测序联合华大自主研发的高分辨率时空组学技术在探索关键细胞的分布情况和分子差异方面起了重要作用。
基于此，团队定位了一系列与再生功能有潜在关系的再生因子，从而找到了关键的“再生基因”——Aldh1a2基因。兔子体内拥有该基因表达的“开关”，受伤时调控该基因的增强子被激活，伤口处便源源不断地产生视黄酸，帮助组织再生。而小鼠体内的此类“按钮”大多都已失活，Aldh1a2基因无法被“叫醒”，使得视黄酸合成不足，继而导致耳廓再生失败。
当科研团队尝试激活该基因或为小鼠补充视黄酸，他们惊喜地发现，小鼠的耳廓的伤口不再只是简单愈合，而是实现了再生。将特定增强子导入小鼠的基因组，也能显著提升该基因的表达并促进再生。
“这相当于我们人为按下了‘开关’。”王伟表示，此次实验让原本不具备再生能力的小鼠，完全获得了再生能力，这是该领域内的重要突破。“这给了我们新的希望，未来，或许可以通过寻找器官再生能力丢失的关键分子开关，解决大脑、心脏等复杂器官的再生难题。当然，随着器官结构的复杂程度提高，定位‘开关’的难度也将成倍增长，我们要走的路还很长。”
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记者：刘苏雅
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