![]()
在墨西哥城古老的运河中,生活着一种被称为水下精灵的动物——墨西哥钝口螈,简称蝾螈。凭借其突出的再生能力,比如断肢能长、脊髓能修,甚至心脏能补……它早已成为再生医学领域的明星物种[1-2]。
作为脊椎动物中的再生天花板,它的这些神器特性一直是再生医学的灵感源泉。最近,《Science Immunology》上的一项研究又刷新了认知:把负责培育免疫细胞的核心器官——胸腺完全切除,蝾螈仍能在约35天重建一个形态完整的胸腺,并在60天左右恢复关键免疫功能
![]()
![]()
胸腺“无中生有”:蝾螈上演
脊椎动物再生奇迹
如果说蝾螈的断肢再生是常规操作,那本研究发现的“胸腺再生术”可以说颇具颠覆性,因为胸腺是结构复杂的淋巴器官,长期以来被科学界普遍认为:脊椎动物体内的这类器官,一旦被完全切除,便几乎无法再生。但这只水下精灵,偏偏打破了这个铁律。
为了挑战这一认知,研究团队选取了6-8周大、胸腺已发育成熟的幼年蝾螈,通过精细手术将它的胸腺尽可能完整切除,并实时追踪了这场跨越60天的器官重建奇迹。
术后第7天,原本空空如也的组织间,冒出了微小的胸腺样结节;第14-35天,结节以肉眼可见的速度生长、塑形,在大小和整体形态上,已经和原生胸腺看不出区别。
![]()
图注:胸腺从零再生的动态全过程:展示了术后第3天至第35天,胸腺结节(白色箭头所指)从无到有、逐渐长大的过程
更难得的是,这个新长出来的胸腺不是徒有其表。在术后第60天,研究团队测序发现,它复刻了原生胸腺的所有关键细胞类型,包括胸腺上皮细胞(TEC)、不同阶段的T细胞,以及多种基质与髓系免疫细胞,和正常胸腺的细胞组成几乎别无二致。
![]()
图注:再生胸腺与正常胸腺的细胞图谱对比。(A)细胞整体分布高度重合;(B)细胞亚群组成一致,所有关键细胞类型均被成功重建
最终,在167只接受手术的蝾螈中,约有60%成功完成了这一壮举。这个数字虽远低于断肢再生接近100%的成功率,却恰恰印证了从零再生的非凡难度和独特性——它不是依赖残存组织的简单修复,而是一场真正意义上的无中生有的创举。
这项研究不仅首次在脊椎动物身上实现了“复杂免疫器官完全从零再生”的奇迹,还再次刷新了科学界对脊椎动物器官再生极限的认知。
![]()
功能验证:再生胸腺成功重建
蝾螈完整免疫功能
再生胸腺长得像还不够,关键是要能正常发挥功能。研究团队接着进行了一项移植实验:将再生胸腺移植到已经切除胸腺的蝾螈体内,来证明它的实战能力。
移植后仅3天,再生胸腺就成功招募了宿主的造血祖细胞(HPC),并开始培育T细胞,培育出的 CD3+、CD8+ T细胞迁移至脾脏和正在再生的肢体伤口处,参与免疫调控和组织修复。
![]()
图注:再生的免疫细胞参与全身修复:来自再生胸腺的荧光细胞,迁移至宿主正在再生的肢体芽基中,主动参与组织修复
短期活性得到证实后,还有个重要问题:这块外来的胸腺,能否被宿主接纳并终身工作?为此,研究人员等待了整整一年。
一年后,他们再次检测发现:再生胸腺依然保持完整结构,还在持续稳定输出功能性T细胞。并且它已经完全融入宿主体内,成为了“自己人”:胸腺内所有的成熟T细胞均已100%更新为宿主来源,而移植时自带的原始供体细胞,则完美转型为长期定居的上皮细胞。
至此,“胸腺可以完美再生”的命题得到了形态和功能的双重有力证实,再生胸腺也被宿主完全接纳,并长期稳定运行
![]()
破译再生密码:MDK信号是启动的关键
那是谁造就了这场无中生有的奇迹?研究团队首先将目光投向了胸腺发育中的基因——FOXN1。它负责调控胸腺上皮细胞的分化成熟,维持胸腺的正常结构和功能。简单说,没有FOXN1,哺乳动物就无法发育出功能完整的胸腺,它的重要性早已被无数研究证实[4-5]。
为了验证FOXN1是否也是胸腺再生的启动键,研究团队敲除了蝾螈的FOXN1基因,但结果出人意料:FOXN1敲除的蝾螈,虽然胸腺发育严重不全,但切除胸腺后,它们启动再生的成功率(68%)竟与野生型(71%)相差无几。
![]()
图注:FOXN1对胸腺发育至关重要,但对再生启动非必需。(A)FOXN1基因敲除导致蝾螈胸腺发育严重缺陷;(B)突变体再生的胸腺与自身发育不全的胸腺体积相当
这个意外的结果,让研究团队转向了更全面的筛查,他们追踪了胸腺全切后不同时间点的基因表达变化,最终锁定了一个信号分子——中期因子(Midkine, MDK)。
具体来说,胸腺全切后1-3天,手术区域的MDK蛋白快速升高,第5天,MDK与受体PTPRZ1结合;并且当阻断MDK信号后,胸腺再生严重受阻,成功率大幅下降。这直接证明了MDK是启动胸腺再生程序的必需信号。
![]()
图注:再生启动信号MDK的早期表达:胸腺切除后,MDK信号在1-3天内被快速激活,并在第5天与其受体PTPRZ1共定位
此外,研究还发现骨形态发生蛋白(BMP)信号在胸腺再生过程中同样不可或缺,它主要负责调控细胞分化、组织形态构建,与MDK协同生成完整胸腺。
到这里,蝾螈胸腺再生的核心机制就完全清晰了:MDK负责触发再生程序,BMP负责搭建器官结构,FOXN1负责最终的功能成熟,三者各司其职,缺一不可
![]()
从蝾螈到人类:休眠的再生天赋,
正解锁临床新可能
在现实中,“器官再生”是一个充满热度与终极期盼的话题。每年,全球有无数患者为等一个器官而煎熬,而衰老带来的功能衰退更是无人可免。我们一直渴望的,是能修复根源而不仅是缓解症状的答案。
No.1
人类不是没天赋,只是再生开关休眠了
研究显示,蝾螈与人类在大量基础发育与细胞功能相关基因上具有高度保守性,其中也包括多种在再生过程中被激活的调控因子[6]。例如,MDK并非蝾螈特有,它在人类胚胎发育阶段同样高度活跃,但在成年后表达受限,主要参与组织损伤修复等过程[7]。
![]()
这说明人类并非没有再生潜力,而是再生程序在进化过程中休眠了。未来的再生医学,挑战之一就是尝试找到安全的方法,重新唤醒这些沉睡的潜能
No.2
临床前景:胸腺再生技术的潜在受益人群
从蝾螈胸腺中破译的这套再生密码,给我们提供了一个最直接的思路——是否也可以尝试再生人体内的胸腺
如果可以成功实现,那这三类人群,将成为第一批受益者:因重症肌无力或肿瘤治疗而不得不切除胸腺的患者、因年龄增长导致胸腺萎缩免疫力低下的中老年人、先天性胸腺发育不全的患儿。对他们而言,未来的治疗思路可能从终身的免疫支持或替代治疗,转向重建免疫系统的本源。
![]()
No.3
跨器官复用:再生密码不止于胸腺
令人兴奋的是,MDK介导的再生机制并非局限于胸腺,也为研究其他器官的再生提供了思路,有望为更多健康问题提供新解法。目前已有多项临床前研究证实其多器官修复潜力:
![]()
小结
从一只蝾螈身上,我们不止看到了胸腺再生的奇观,更看到了人类基因里潜藏的器官修复能力。虽然人类要实现真正意义上的“器官无中生有”仍前路漫漫,但这场研究让我们看清,身体的器官修复与再生潜力,或许比想象中更大。
未来对抗衰老与疾病,或许可以从生病再治转向器官主动维护:像保养设备那样,借助再生因子激活萎缩胸腺、促生完整肝脏…这些基于再生逻辑的健康方案,正从实验室基础研究向临床探索迈进,为“让器官修复成为触手可及的治疗选择”这一长远愿景,点亮了希望。
声明 - 本文内容仅用于科普知识分享与抗衰资讯传递,不构成对任何产品、技术或观点的推荐、背书或功效证明。文内提及效果仅指成分特性,非疾病治疗功能。涉及健康、医疗、科技应用等相关内容仅供参考,医疗相关请寻求专业医疗机构并遵医嘱,本文不做任何医疗建议。如欲转载本文,请与本公众号联系授权与转载规范。
参考文献
![]()
![]()
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.