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巨噬细胞是哺乳动物再生的关键

肯塔基大学的一组研究人员发现,巨噬细胞是一种免疫细胞,可在正常伤口愈合过程中清除损伤部位的碎片,并有助于产生疤痕组织,是哺乳动物复杂组织再生所必需的。他们的发现揭示了如何利用免疫细胞来帮助刺激人体组织再生。

“只有很少的研究实例,我们对哺乳动物的再生方式知之甚少;我们对器官再生的了解大部分来自研究无脊椎动物或研究两栖动物和鱼类,“该研究的高级作者,英国艺术与科学学院生物学助理教授Ashley Seifert说。“如果我们想将我们从基础再生生物学中学到的东西应用于人类,那么了解哪种细胞类型和分子能够调节哺乳动物自然发生的再生将是有益的。”

科学家多年来一直在努力学习为什么有些动物,如蝾螈和斑马鱼,能够在受伤后重新生长身体部位,而其他动物 - 如人类 - 只会产生疤痕组织作为反应。近八年前,Seifert的实验室了解到,非洲多刺小鼠是为数不多的能够进行复杂组织再生的哺乳动物模型之一,这使它们成为特别迷人的受试者。但尚不清楚的是,多刺小鼠和非再生实验室小鼠的相同损伤究竟是如何产生显着不同的愈合反应。

Seifert和他的同事们决定研究在多刺小鼠中观察到的再生反应与实验室小鼠中观察到的典型瘢痕形成反应之间的炎症环境如何不同。尽管来自两个物种的未受伤的动物的白细胞谱相同,但是损伤引起了不同的局部反应。

“我们询问炎性细胞是否对多刺小鼠的组织再生产生正向或负向调节,”该论文的第一作者,生物学博士后学者Jennifer Simkin说。“将多刺小鼠与普通家鼠比较,我们发现再生期间活跃的巨噬细胞亚型与瘢痕形成期间活跃的巨噬细胞不同。”

研究人员使用非洲多刺小鼠消耗耳廓中的巨噬细胞,发现这些细胞需要对损伤产生再生反应。当它们允许巨噬细胞重新侵入伤口部位时,发生了再生。当研究小组观察愈合组织中不同类型的巨噬细胞时,他们发现在瘢痕形成过程中促炎型巨噬细胞非常丰富,但在再生过程中非常罕见。

“人们越来越认识到巨噬细胞可以同时采用再生和病理功能,”英国医学院脊髓和脑损伤研究中心生理学助理教授John Gensel说。“我们的研究结果表明,我们模型中的巨噬细胞激活有利于再生。下一步是确定再生所必需的巨噬细胞活化成分。由于我们正在积极开发可选择性激活巨噬细胞的临床可行疗法,因此确定巨噬细胞活化的靶向成分开辟了新的发现领域,具有改善人类组织再生的真正潜力。

该团队的研究结果证明了炎症细胞调节再生反应的重要作用。下一步是探索这些不同类型的巨噬细胞以及局部组织环境如何改变响应受伤的类型。希望研究这些细胞机制将导致新的临床方法恢复人类受损组织。

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