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Developmental Cell: 刺毛鼠作为研究深度再生愈合的模型

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2021-10-27 00:00:02生物谷

哺乳动物的伤口通常通过结疤愈合,但仍具有再生的潜力。在本文中,作者揭示了刺毛鼠损伤后再生能力的增强归因于Hippo-YAP (yes相关蛋白)通路的分子变化,该通路保护创伤成纤维细胞免受持续收缩状态的影响。

通常认为成年哺乳动物在伤口修复后形成疤痕。这一想法在很大程度上是由人类的临床观察和来自小鼠肌肉的实验数据形成的,它描绘了一幅悲观的图景,表明原本在鱼类和两栖动物中常见的无疤痕再生在哺乳动物中已经不可逆转地消失了。然而,也有研究表明,成年小鼠背部的大(1cm)、全层皮肤伤口可以通过细胞重编程、免疫细胞信号和模式形成的重新激活机制再生新的毛发和脂肪。然而,小鼠中的这种再生是不完美的;它的效率在小鼠品系和同一品系内的实验重复中变化很大。再生也仅限于伤口中心,在边缘留下一条疤痕。

有趣的是,其他一些哺乳动物物种表现出更高的再生愈合。Acomys啮齿动物属的所谓多刺小鼠表现出迄今为止哺乳动物中已知的最深刻的再生反应。刺毛老鼠进化出了一种异常脆弱的皮肤,这种皮肤在日常处理动物时会破裂。

这一特性被认为可以使多刺的老鼠通过蜕皮逃脱天敌,并通过有效的再生而存活下来不仅限于背部皮肤,多刺小鼠的再生愈合在耳孔完全关闭的情况下也很突出,这种愈合伴随着耳廓软骨和耳朵皮肤中大量毛发的再生。由于Seifert等人的推广,Acomys迅速成为研究哺乳动物无疤痕愈合的模型。

作者指出,与Mus中的那些相比,Acomys中的伤口成纤维细胞仅短暂地进入收缩状态,即成为肌成纤维细胞。他们将这种快速的肌成纤维细胞分解归因于一种细胞自主能力,即尽管存在高促纤维化信号,但仍能维持核YAP(核相关蛋白)。然后,通过完全比较Mus和Acomys成纤维细胞对其触发信号转化生长因子(TGF) b1的体外反应,他们揭示了刺鼠已经进化出一种异常有效的YAP去磷酸化酶机制。这确保了YAP的核维持和高转录活性,在多刺的小鼠耳朵中,YAP与再生愈合相关。

有趣的是,作者认为yap信号能促进带刺小鼠的再生愈合。YAP是一种成熟的细胞力学转导转录效应体,当细胞经历坚硬的细胞外基质时,它易位到细胞核。在Mus背部皮肤伤口中,成纤维细胞中的高YAP信号促进瘢痕形成,而注射YAP拮抗剂verteporfin可导致新的毛囊再生。与Mus小鼠相比,多刺小鼠背部皮肤伤口明显不那么僵硬,这种组织生物力学与强健的毛发再生和伤口边缘疤痕的消失呈正相关。

总体而言,Brewer等人强调了刺鼠作为研究深度再生愈合的模型的力量。随着越来越多的研究小组在未来几年将Acomys纳入他们的研究,可以肯定,更多的再生秘方将被揭示。(生物谷 Bioon.com)

参考文献

Renzhi Hou et al. Fibroblasts feel evolutionary pressure to regenerate. Dev Cell. 2021 Oct 11;56(19):2685-2687. doi: 10.1016/j.devcel.2021.09.019.

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