蠑螈（salamander）具有再生完整肢體的驚人能力。醫(yī)學(xué)界一直在研究蠑螈、壁虎等動物的斷肢再生能力，以發(fā)現(xiàn)幫助人類斷肢再生的途徑。

盡管人類和其他哺乳動物沒有如此的幸運(yùn)，但只要還有足夠的指（趾）甲，我們就可以再生出我們的指（趾）尖?？茖W(xué)家們大約在上個世紀(jì)70年代初首次證實(shí)了這一點(diǎn)。而現(xiàn)在，紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院和日本京都大學(xué)的科學(xué)家最終揭示出：指甲是指尖再生必要條件的原因。

這是一項(xiàng)了不起的研究，它描述了促成哺乳動物再生的分子和細(xì)胞過程。研究結(jié)果顯示，支配哺乳動物再生的分子程序與兩棲類動物中見到的相似——表明存在一種可為其他組織所利用的保守的再生程序。

在這項(xiàng)最新研究中，科學(xué)家利用小鼠開展研究，鑒別出了指甲根處下的一個干細(xì)胞群，并證實(shí)這些細(xì)胞可以協(xié)調(diào)修復(fù)部分切除的指頭。研究人員發(fā)現(xiàn)，指甲干細(xì)胞利用了一種對于胚胎四肢發(fā)育至關(guān)重要的信號通路，在組織再生過程中幫助了神經(jīng)、新指甲以及骨細(xì)胞協(xié)調(diào)信號傳導(dǎo)，這些新認(rèn)識可能有助于實(shí)現(xiàn)未來的干細(xì)胞治療。

不同于某些兩棲類動物能夠在成年時再生出完整的四肢，哺乳動物的再生能力有限。但小鼠和人類可以在有限程度上再生出指尖——這一現(xiàn)象表明，指尖和頭發(fā)及皮膚一樣，都是自我更新組織。

研究人員表示，此前對于指甲上皮細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制所知甚少，只知道它們一直在生長，但卻不知道這是如何發(fā)生的。為了更深入仔細(xì)地觀察指甲生長和再生，研究人員利用遺傳標(biāo)記確定了干細(xì)胞在小鼠指甲中的位置。不同于遠(yuǎn)離小鼠指尖的的組織，這些細(xì)胞表達(dá)Wnt信號通路蛋白。眾所周知，在胚胎發(fā)育過程中Wnt信號通路對于指（趾）甲和四肢的生長至關(guān)重要。在成體小鼠中，條件性敲除?-catenin（Wnt下游的一個轉(zhuǎn)錄因子）可以阻止指甲分化。研究結(jié)果表明，在切除這些嚙齒動物的指尖后，只有還存在某些指甲干細(xì)胞時指尖才會再生，這表明這些指甲干細(xì)胞作為一個“信號傳導(dǎo)中心”，協(xié)調(diào)了骨組織和指甲組織的再生反應(yīng)。敲除?-catenin則阻斷再生，表明Wnt信號通路對于指甲干細(xì)胞的作用至關(guān)重要。指甲干細(xì)胞缺失?-catenin還阻止了神經(jīng)朝著損傷部位生長，這一過程已知對于兩棲類動物成功再生四肢至關(guān)重要。這些神經(jīng)可以促使小鼠指甲上皮分泌成纖維細(xì)胞生長因子FGF，這一蛋白在指頭再生過程中促進(jìn)了骨形成細(xì)胞分化和增殖。沒有來自這些指甲干細(xì)胞的信號，指甲和骨組織之間就不會發(fā)生互作。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們切除干細(xì)胞位點(diǎn)之外的小鼠指頭時，盡管激活?-catenin信號，骨形成細(xì)胞被誘導(dǎo)，指頭仍然無法再生，這表明指甲干細(xì)胞還分泌了其他的因子，刺激了再生過程。鑒別出這些指甲干細(xì)胞釋放調(diào)控再生的其他重要分子，將是重要的第一步。研究人員正在對此開展一系列的調(diào)查。并且他們還希望能夠確定移植指甲干細(xì)胞是否有助于再生。研究人員期望能夠制造出干細(xì)胞分泌的因子“雞尾酒”，或許在不需要移植的情況下就可以刺激再生。研究人員表示，再生研究正進(jìn)入到新的時代。科學(xué)家預(yù)測將兩棲類動物的肢體再生能力轉(zhuǎn)換至操控一個哺乳動物模型系統(tǒng)已非常非常地接近于目標(biāo)達(dá)成。

這項(xiàng)研究工作確實(shí)地闡明了哺乳動物并未完全喪失再生能力，只是適當(dāng)?shù)陌l(fā)育信號沒有被開啟。它第一次證實(shí)，哺乳動物指頭再生與兩棲類動物四肢再生非常地相似。雖然這項(xiàng)研究工作提供了關(guān)于哺乳動物再生的一些認(rèn)識，現(xiàn)在說是否有可能在其他的位點(diǎn)再生出切斷的肢體，仍然為時太早。

上述研究論文刊登在了近日出版的《自然》（Nature）雜志上。轉(zhuǎn)引自生物360