再生医学研究突破 - 研究发现Aldh1a2基因表达不足导致的视黄酸(RA)合成不足是小鼠耳廓再生失败的核心机制[3] - 激活Aldh1a2基因或补充视黄酸可使小鼠耳廓在损伤后实现再生[3] - 研究揭示了高等哺乳动物器官再生能力丢失的机制，为人类受损器官重建提供重要靶标[3] 研究方法与技术 - 采用华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq和高通量测序平台DNBSEQ-T10[3] - 通过单细胞RNA测序和时空组学技术描绘了可再生物种与不可再生物种耳廓损伤后的动态过程[7] - 比较了兔子、山羊、非洲刺毛鼠(可再生)与小鼠、大鼠(不可再生)的耳廓再生/修复过程[7] 关键发现 - 创伤诱导成纤维细胞(WIF)的反应是再生耳廓和非再生耳廓之间的关键差异[7] - 小鼠耳廓再生失败与视黄酸合成不足有关，过表达Aldh1a2可挽救再生能力[8] - Aldh1a2表达不足和视黄酸降解途径活性增强导致耳廓再生失败[9] 进化机制 - 兔子Aldh1a2基因附近有6个活跃增强子(AE1-AE6)，损伤时AE1和AE5被激活增强表达[11] - 小鼠对应区域只有1个活性增强子AE3，其他调控元件失活导致Aldh1a2表达不足[11] - 进化差异解释了小鼠耳廓损伤后Aldh1a2表达水平低和视黄酸产量不足[11] 实验验证 - 过表达Aldh1a2或外源补充视黄酸可使成年小鼠耳廓伤口出现多能性细胞实现再生[13] - 将兔子增强子AE1导入小鼠基因组可显著提高Aldh1a2表达和耳廓再生能力[14] - 研究证实激活Aldh1a2或补充RA可重新激活再生能力[17]

再生医学领域突破 - 中国科学家在国际上首次发现哺乳动物再生能力调控的关键"分子开关"——维生素A的代谢产物视黄酸 [1] - 研究团队首次成功实现哺乳动物器官的完全再生 标志着我国在再生医学领域取得重大原始创新突破 [1] - 哺乳动物特有器官耳廓被选为研究突破口 耳廓约在1.6亿年前进化形成 由皮肤、软骨、外周神经等复杂组织构成 [1] 研究方法和发现 - 团队对家兔和小鼠耳廓损伤修复过程进行比较研究 利用空间转录组测序、细胞谱系追踪等技术 [2] - 研究发现视黄酸是决定哺乳动物再生能力的关键"分子开关" 视黄酸生成不足会导致再生失败 [2] - 外源性补充视黄酸可激活再生 视黄酸能调控基因表达、细胞分化及微环境信号 [2] 研究意义 - 为探索哺乳动物心脏、中枢神经系统以及其他器官再生失败的关键因素提供了新思路 [2] - 对理解物种产生及进化过程中再生能力的调控具有里程碑式意义 [2] - 解决了哺乳动物器官受损后无法通过再生自我修复的重大科学难题 [1]