近日,西北農林科技大學科研團隊取得重大突破,相關成果發表在國際頂級期刊《科學》(Science)。
研究首次揭示,視黃酸信號通路中的關鍵合成酶Aldh1a2表達的強弱是決定哺乳動物耳廓再生能力的遺傳開關。通過轉基因或藥物干預重新激活這一開關,可以讓原本無法再生的物種重新恢復再生能力,這一重要發現為人體器官損傷修復及解析器官再生機制提供了全新研究范式。
再生能力演化模型
此項研究由北京生命科學研究所/清華大學生物醫學交叉研究院王偉實驗室牽頭,聯合北京華大生命科學研究院鄧子卿團隊、西北農林科技大學羅軍團隊共同完成。研究發現,Aldh1a2的通過調控視黃酸的生物合成,直接影響哺乳動物組織的再生能力:當該基因表達收到抑制時,再生過程如同手機“飛行模式”,功能被顯著關閉;而通過特定手段重新激活這一“分子開關”,則能解除鎖定,重啟再生程序。
實驗中,西北農林科技大學羅軍教授團隊承擔了“羊”模型的構建與驗證工作。團隊通過基因測序、長期跟蹤采樣等技術手段,成功建立了再生能力評估體系。論文共同通訊作者羅軍教授表示:“學校始終瞄準國際科研前沿,聚焦畜牧產業重大科學與技術難題,在家畜全基因組遺傳變異數據庫、世界山羊和綿羊的參考基因組圖譜等方面取得了享譽國內外的成果。這項研究成果為奶山羊乳腺和其他組織發育調控機理解析等提供了重要啟示和理論依據。”
赫秋亞進行細胞實驗
論文共同第一作者、實驗的主要完成人、西北農林科技大學動科學院赫秋亞副教授介紹,自己2020年開始觀察奶山羊的耳廓的再生情況,自2021年起進入北京實驗室開展羊模型實驗,歷時1年完成數據收集與整理;研究發現山羊在在受傷后40天內可完全填充全層孔,并且在10dpi形成胚瘤樣組織,通過對來自再生的物種山羊和兔子組織進行了轉錄組測序,兔子和山羊激活的基因表達反應(上調和下調)比其他三個物種相對較強,為研究提供了關鍵實證支持。
該研究利用山羊這一大型哺乳動物模型探究損傷修復,表明即使處于進化分支較遠的胎盤動物,其再生功能仍可能受保守的調控機制支配。這一發現不僅拓展了哺乳動物再生研究的模型體系,也為人類再生醫學的發展提供了重要參考。
值得一提的是,論文通訊作者王偉本科、碩士就讀于西北農林科技大學生命學院、動科學院。他特別提到,學校培養的獨立研究能力與批判性思維,為其科研生涯奠定了重要基礎。
該研究標志著我國在哺乳動物再生機制研究中取得關鍵性進展,未來或為燒傷修復、器官移植等醫學難題帶來革命性解決方案。
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