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再生的“魔术”
发布时间:2025-12-06
来源:赛先生
 

 

 

 

导读:

     胸腺是T细胞发育的主要场所,是人体重要的免疫器官。在哺乳动物中,胸腺会随年龄增长而发生退化,导致整体免疫功能的下降。尽管胸腺依靠残余组织仍具备一定的再生能力,但这种能力不足以阻止或逆转退化过程。

     2025年12月5日,首都医学科学创新中心高级研究员Maximina Hee Yun与团队携手麻省大学医学院René Maehr教授团队,在《科学免疫学》(Science Immunology)发表了一项里程碑式的研究,首次证实有一种脊椎动物,能够在无任何胸腺组织残留的条件下,再生一个完整的胸腺。

 

一个前所未有的再生挑战

长期以来,科学界有个悬而未决的问题:脊椎动物能不能在完全没有残留组织的情况下,把一个器官“凭空再造”?

特别是胸腺——作为免疫系统的关键器官,它在大多数动物中只具备有限的修复能力,必须依赖残存的胸腺结构或祖细胞,而且它会随着年龄持续萎缩。所以,想要彻底切除胸腺,再让它完全长回来?这一点几乎没人相信能做到。

但墨西哥钝口蝾螈(Ambystoma mexicanum,俗称六角恐龙)——这个以“断肢再生”闻名的超级生物,再一次刷新了我们的认知。

 

 

 墨西哥钝口蝾螈。图源:Maximina Hee Yun实验室

 

 

不仅是复原,更是功能重启

为了探究这个问题,Yun团队以再生能力极强的墨西哥钝口蝾螈为研究模型,完成了一系列近乎苛刻的实验:精准彻底的胸腺全切术、连续高分辨率时序成像、单细胞组学、功能性验证以及基因功能缺失实验,系统性地追踪并证实了胸腺再生的完整动态过程。

从手术到数据,耗费多年,当数据最终呈现时,团队只剩下震惊:35天后,墨西哥钝口蝾螈长出了一个全新的胸腺——形态一样、细胞类型一样,连功能都和原生的一模一样。功能性移植实验进一步证明:再生胸腺能够长期招募造血祖细胞,持续生产可迁移的功能性T细胞。这意味着,它不是“长了个样子”,而是真的重新开始工作了。

 

 

光片图像显示经过血管标记的蝾螈头部完全清理胸腺后的情况(使用荧光凝集素进行标记)

 

颠覆认知的关键信号

那么,驱动这一惊人再生过程的关键信号是什么?

研究团队通过单细胞RNA测序技术绘制了胸腺再生阶段的单细胞转录图谱,并评估了细胞类型多样性的恢复,同时鉴定了这一过程中的关键分子驱动因子,研究团队发现,Foxn1,这一已知的胸腺发育的关键调控因子,尽管对于胸腺大小和完整T细胞产量仍然至关重要,但它并非启动再生的“开关”。

 

 

清除后胸腺的蝾螈头部的光照图,能够显示新生胸腺再生过程中的具体情况,头部两侧可见胸腺结节(密集的白斑区域)

 

真正的“钥匙”,来自两个信号通路:骨形态发生蛋白(BMP,已知影响哺乳动物胸腺稳态)和一个研究尚不充分的“再生启动器”——中期因子(Midkine,MDK)。研究显示,阻断MDK会显著抑制再生,而主导发育与组织再生的核心通路 WNT 信号通路在这一过程里居然并不需要。团队表示:“胸腺损伤后 MDK 的瞬时“爆发”,是整个再生程序启动过程中最清晰的分子线索。”这意味着:我们第一次找到了一个可以启动脊椎动物免疫器官重建的“主控按钮”。

 

从动物奇迹到人类希望

这项研究是生物学领域的一项重大突破。它不仅是首个脊椎动物复杂淋巴器官原位再生案例,还扩宽了我们对器官再生能力的认知边界,更具有深远的转化医学价值。科学家们在墨西哥钝口蝾螈身上发现的两个关键“开关”——中期因子与骨形态发生蛋白信号通路。它们有望成为未来修复胸腺的“钥匙”。

简单来说,如果能找到安全方法,在人体内激活类似的信号通路,就有可能帮助那些胸腺受损的人群,比如做过胸腺手术的儿童,患有特定免疫缺陷的患者,或是随着年纪增长免疫力下降的老年人重新激活或增强胸腺功能,帮助身体重新拥有强大的免疫细胞“制造工厂”。

这不仅仅是一个实验室里的发现,它更指向了一条清晰的药物研发路径。Yun实验室已在首都医学科学创新中心展开深入探索,重点包括:弄清启动再生的“种子细胞”是什么;揭示再生器官大小和位置如何被精准调控;探索这种强大再生能力与人类胸腺自然衰老之间的关系;并验证相关信号通路在哺乳动物身上是否同样有效。

这些深入探索,将加速推动针对性的靶向药物或细胞疗法走向临床,让这项“动物奇迹”在未来真正造福人类健康。

该项目由首都医学科学创新中心(CIMR)、德累斯顿再生治疗中心(CRTD)的Yun实验室与麻省大学医学院分子医学项目的Maehr实验室联合攻关,整合了墨西哥钝口蝾螈再生模型构建、转基因技术、单细胞基因组学、胸腺生物学、移植实验及细胞通讯计算分析等交叉学科优势技术,树立了再生医学领域中国际合作的典范。

 

宋昕 | 撰文
程莉 莫喻枫 | 编辑

视频|成子昕

首都医学科学创新中心 | 来源