解密，蠑螈的再生之謎

　　許多蠑螈可以很容易地再生失去的肢體，但成年哺乳動物，包括人類，并不能。為什么會出現這種情況是一個科學謎團，數千年來一直吸引著自然界的觀察者。

　　現在，緬因州巴爾港MDI生物實驗室的James Godwin博士領導的一個科學家團隊，通過發現促進高度再生蠑螈axolotl再生的分子信號差異，同時阻斷成年小鼠的再生，進一步揭開了這個謎團。

　　“MDI生物實驗室的科學家們自1898年成立以來一直依靠比較生物學來深入了解人類健康，”該研究所所長Hermann Haller醫學博士說。“詹姆斯·戈德溫（James Godwin）在axolotl和小鼠身上進行的對比研究所促成的發現證明，向大自然學習的思想在今天和一百二十年前一樣有效。”

　　哺乳動物通常在受傷部位形成疤痕，而不是再生丟失或受傷的身體部位。因為疤痕對再生造成了物理障礙，MDI生物實驗室的再生醫學研究集中在理解為什么蠑螈不會形成疤痕——或者，Godwin說：“我們的研究表明，人類具有尚未開發的再生潛力。如果我們能解決疤痕形成的問題，我們也許能釋放我們潛在的再生潛能。蠑螈不會留下疤痕，這是允許再生發生的原因。但一旦疤痕形成，再生的游戲就結束了。如果我們能防止人類的疤痕形成，我們就能提高這么多人的生活質量。”

　　作為再生模型的axolotl蠑螈（一種在野外幾乎滅絕的墨西哥蠑螈）是再生醫學研究中最受歡迎的模式，因為它是大自然再生的冠軍。雖然大多數蠑螈都有一定的再生能力，但axolotl幾乎可以再生身體的任何部位，包括大腦、心臟、下巴、四肢、肺、卵巢、脊髓、皮膚、尾巴等等，人類嬰兒可以再生心臟組織，兒童可以再生指尖——很可能成年哺乳動物保留了再生的遺傳密碼，提出了藥物療法的發展前景，以鼓勵人類再生因疾病或損傷而失去的組織和器官，而不是形成疤痕。

　　在他最近的研究中，Godwin比較了axolotl巨噬細胞和小鼠的免疫細胞，目的是確定axolotl巨噬細胞促進再生的質量。這項研究建立在早期研究的基礎上，戈德溫發現巨噬細胞對再生至關重要：當它們耗盡時，axolotl形成疤痕而不是再生，就像哺乳動物一樣。

　　最近的研究發現，盡管當生物體暴露于諸如細菌、真菌和病毒等病原體時，axolotl和小鼠體內的巨噬細胞信號傳導相似，當暴露于損傷時，情況就不同了：axolotl中的巨噬細胞信號促進了新組織的生長，而小鼠中的巨噬細胞信號則促進了疤痕的形成。

　　這篇題為“Distinct TLR Signaling in the Salamander Response to Tissue Damage" 的文章最近發表在Developmental Dynamics雜志上。

　　論文報道了一類稱為toll樣受體（TLRs）的蛋白質的信號反應，在axolotl和小鼠中，巨噬細胞能夠識別感染或組織損傷的威脅，并誘導炎癥反應，但對損傷的反應卻“出人意料地不同”。這一發現為axolotl再生機制提供了一個有趣的窗口。

　　能夠“拉動再生杠桿”

　　發現一種與再生相容的替代信號通路，最終可能導致人類的再生醫學療法。雖然在短期內再生肢體可能不太現實，但對于那些疤痕在病理學中起主要作用的疾病，包括心臟、腎臟、肝臟和肺部疾病。

　　“我們越來越接近了解axolotl巨噬細胞是如何為再生做好準備的，這將使我們更接近能夠拉動人類再生的杠桿，”Godwin說。“例如，我設想能夠在傷口處使用局部水凝膠，該水凝膠中加入了一種調節劑，這種調節劑可以改變人類巨噬細胞的行為，使其更像axolotl。”

　　免疫學家Godwin選擇檢查免疫系統在再生中的功能，因為它在準備修復傷口方面的作用相當于在受傷部位的第一反應者。他最近的研究為TLR信號通路中關鍵節點的進一步定位打開了大門，TLR信號通路調控獨特的免疫環境，使axolotl再生和無瘢痕修復成為可能。

　　原文檢索：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