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对影响组织再生的信号传递系统和模式的新认识

已有 2040 次阅读 2021-6-12 15:27 |个人分类:干细胞与再生医学|系统分类:科研笔记

婴儿期的人体心脏和肢端等组织部位是有再生能当发育到成年许多人体的组织和器官损伤之后就无法再生有些动物则不同,壁虎在遇到危险时可以求生,而断掉的部位可以再生出一条新的尾巴。另一种两栖动物蝾螈特别是墨西哥钝口螈(axolotl)几乎可以再生身体的任何组织和器官。墨西哥钝口螈在野外几乎快要灭绝了这种生物是研究生物组织器官再生能力的重要模型 

salamanders.jpg

       目前的研究认为,有效的创口再生性愈合或伤口病原体清除都依赖于平衡的炎症反应。炎性反应对于有效募集体内先天免疫细胞到局部至关重要。而过度的炎性反应会造成组织破坏、病原体外逸和病原体清除无效。无菌和有菌性炎症反应虽然共享共同的受体和重叠的信号转递途径,但两者存在竞争优先性的关系。在蝾螈这样的可再生生物中,暴露在有菌条件下,截肢后也可以再生出替换的整个四肢。而在哺乳动物中,即使在无菌性损伤环境下,先天免疫细胞反应也会从损伤性相关分子模式 (DAMPS) 改变为病原体性相关分子模式 (PAMP)。这显示蝾螈和哺乳动物之间组织再生模式的显著不同。

axolotl.jpg

 墨西哥钝口螈

    最近,美国MDI Biological Laboratory实验室的James Godwin研究小组,采用磷酸化流式细胞术方法,检测比较了墨西哥钝口螈和小鼠免疫细胞亚群中信号传递的特点。研究发现,巨噬细胞(macrophage再生能力至关重要。清除巨噬细胞后的组织器官再生能力消失,就会和多数哺乳动物一样,在伤口处形成疤痕。

   研究还发现,蝾螈巨噬细胞通过一种 Toll 样受体 (TLR) 蛋白经MAPK 信号系统来识别感染或组织损伤进一步诱导促炎反应。在炎性反应过程中,巨噬细胞抑制哺乳动物的 MAPK 信号传递系统,但不抑制蝾螈,后者存在内源性 DAMPS 的情况下始终维持对 MAPK信号系统的刺激作用也就是说,尽管病原体感染情况下螈和小鼠体内巨噬细胞的信号传递途径和产生的效应是类似的;但是在机体损伤的情况下就不一样在蝾螈体内促进组织再生,在小鼠体内则促进疤痕的生成。任何生物体上一旦形成疤痕,组织器官就无法再生。 

    这些研究对控制组织再生的信号机制有了进一步的认识,对墨西哥钝口螈为什么具有如此强的再生能力有了更多了解,为开发促进人类组织再生药物和方法建立了进一步基础。希望通过开发一些能够阻止受损组织器官形成疤痕药物,而促进组织和器官的再生能力。 

Distinct toll-like receptor signaling in the salamander response to tissue damage. Developmental Dynamics. April 2021




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