环球科学

这种动物能从无到有再生胸腺,或将成为人类逆转免疫衰老的关键

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图片来源:th1098/Wikipedia

撰文 | 泰勒·米切尔·布朗(Taylor Mitchell Brown) 

翻译 | 仇艳菲

墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum)以拥有再生身体重要部分的惊人能力而闻名。根据近期的一项研究,这些头颈区域长有羽状触须,原产于墨西哥城周边湖泊与湿地的动物,还有一项更为非凡的生物学技能:它们能从无到有完全再生一个胸腺。在绝大多数脊椎动物体内,胸腺都是免疫系统中一个十分重要的复杂器官。

此前的研究曾发现,一些动物能实现胸腺的部分再生。而在一篇发表于《科学·免疫学》(Science Immunology)的新论文中,研究人员惊讶地发现墨西哥钝口螈竟然能完全再生这个结构复杂的器官。

 “墨西哥钝口螈因为具有再生四肢和部分中枢神经系统的能力,而广为人知。”中国首都医学科学创新中心(Chinese Institutes for Medical Research, Beijing)的生物学家马西米娜·H. 尤恩(Maximina H. Yun)表示,“不过认识到这种动物能从零开始重建一个胸腺,无疑是一个突破性发现。”尤恩是这篇新论文的通讯作者之一。

在动物体内,胸腺负责产生T细胞,而T细胞可以靶向并清除入侵的病原体。“在人类和大多数脊椎动物中,胸腺也是人们所熟知的、会最早退化的器官之一。”土耳其穆拉-斯克-科曼大学(Muğla Sıtkı Koçman University)的生物学家及再生专家图兰·德米尔詹(Turan Demircan,并未参与这项新研究)说,“直到现在,人们还普遍相信这个器官一旦消失或被切除,便无法完全再生。”

在新研究中,尤恩和同事切除了数只幼年墨西哥钝口螈的胸腺。在短短7天内,多只墨西哥钝口螈体内开始生长出新胸腺。35天后,超过60%的墨西哥钝口螈完全再生出胸腺。“我对此非常震惊,”美国马萨诸塞大学陈医学院的生物学家勒内·梅尔(René Maehr,该论文的另一位通讯作者)说,“我并未预料到它们竟能再生一个如此复杂、且具有完整功能的免疫器官。”

随后,研究人员又将这些再生胸腺移植到了其他墨西哥钝口螈体内,以测试它们的功能。“结果令人瞩目,移植的器官可以和接受者完美融合,”德米尔詹说。

进一步分析揭示了两个促进再生过程的关键分子:一个是此前发现的、能参与胸腺发育的Foxn1基因,另一个是一种名为“中期因子”(midkine)的信号分子。德米尔詹指出,中期因子会出现在人类胚胎中,但在成年人体内基本处于失活状态。这些发现表明,可能存在一条包含这些关键分子的生物学通路,这对于促进人类胸腺相关疾病的治疗,或具有潜在价值。

 “在再生领域研究中,墨西哥钝口螈就像是自然界提供的一把‘万能钥匙’。” 德米尔詹说,“如果我们能在人类体内重新激活这个特殊的通路,或许就能刺激胸腺再生,甚至可以逆转免疫系统衰老,帮助那些接受过胸腺切除术的患者。”

尤恩认为,有朝一日,研究人员或许能通过改造人类干细胞,模拟墨西哥钝口螈的再生机制,恢复人类的胸腺功能。“我们正在为变革性的疗法奠定基础,而这些疗法或将重新定义我们对免疫修复的认知。”

本文选自《环球科学》3月刊“前沿”栏目。

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