PNAS：免疫系统是再生的关键

　　

生物通报道：蝾螈（salamander）具有再生完整肢体的惊人能力，现在科学家们发现，蝾螈的免疫系统是其再生能力的关键，免疫信号能够增强蝾螈脊髓、脑组织甚至部分心脏的再生能力。文章于五月二十日发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

在哺乳动物伤口愈合时，免疫细胞的浸润起到了重要的作用。不过，人们还并不了解肢体再生过程中的免疫信号调节。澳大利亚Monash大学再生医学研究所ARMI的研究人员发现，当免疫细胞（巨嗜细胞）被系统性去除时，蝾螈失去了再生肢体的能力，转而形成瘢痕组织。

“这一发现能帮助人们进一步理解再生所需的条件，” 文章的第一作者Dr James Godwin说，“此前，人们认为巨嗜细胞对再生能力是起负面作用的。但我们发现事实并非如此，如果伤口愈合的早期阶段不出现巨嗜细胞，就无法实现肢体再生。”

研究人员指出，解析巨嗜细胞促进再生的具体机制，将能帮助人们开发新的治疗方式，通过调整人类免疫系统辅助损伤部位进行修复。

蝾螈机体的任何部分受损，都能再生出功能完全的组织。这些再生的组织没有疤痕，是受损部位的完美复制品。“我们可以将蝾螈看作是完美再生的模板，” Dr Godwin说。

研究人员在蝾螈肢体再生的过程中，对免疫信号进行了综合性分析，发现巨嗜细胞浸润是蝾螈再生所必需的。蝾螈保留了许多哺乳动物细胞因子/趋化因子的信号特征，在截肢后最初的24小时以内，蝾螈的免疫系统同时启动了炎症和抗炎症应答。

研究显示，在这一阶段系统性去除巨嗜细胞，会导致伤口闭合，肢体再生失败。这一现象伴随有广泛的纤维化，而且蝾螈的细胞外基质基因表达失调。随后，研究人员恢复了蝾螈体内的巨嗜细胞，并再次进行截肢，此时蝾螈的再生能力得到完全恢复。

实现脊髓和脑损伤修复是再生医学领域的“圣杯”，Dr Godwin相信，解析蝾螈的再生机制可以为研究者们提供很大的帮助。此外，这类研究还能帮助人们更好的治疗与纤维化或瘢痕形成有关的许多常见病，例如心脏病和肝病。如果能够通过药物帮助伤口无疤痕愈合，就可以显著改善手术后患者的康复情况。

许多人认为，多数动物本来也具有再生的能力，只不过这一机制在进化中渐渐被锁定。“某些再生通路也许仍然可用，只要能够开启并增强这些通路，”Dr Godwin说。“我们需要解析蝾螈再生的确切机制，并将这些宝贵信息应用到人类治疗中去。”

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Macrophages are required for adult salamander limb regeneration

The failure to replace damaged body parts in adult mammals results from a muted growth response and fibrotic scarring. Although infiltrating immune cells play a major role in determining the variable outcome of mammalian wound repair, little is known about the modulation of immune cell signaling in efficiently regenerating species such as the salamander, which can regrow complete body structures as adults. Here we present a comprehensive analysis of immune signaling during limb regeneration in axolotl, an aquatic salamander, and reveal a temporally defined requirement for macrophage infiltration in the regenerative process. Although many features of mammalian cytokine/chemokine signaling are retained in the axolotl, they are more dynamically deployed, with simultaneous induction of inflammatory and anti-inflammatory markers within the first 24 h after limb amputation. Systemic macrophage depletion during this period resulted in wound closure but permanent failure of limb regeneration, associated with extensive fibrosis and disregulation of extracellular matrix component gene expression. Full limb regenerative capacity of failed stumps was restored by reamputation once endogenous macrophage populations had been replenished. Promotion of a regeneration-permissive environment by identification of macrophage-derived therapeutic molecules may therefore aid in the regeneration of damaged body parts in adult mammals.