肯塔基大学的研究探讨了巨噬细胞如何调节多刺小鼠的再生愈合

肯塔基大学和辛辛那提儿童医院的一组研究人员正在深入研究多刺小鼠如何再生丢失的组织，并利用它们学到的知识触发其他类型的再生。老鼠的进步——有一天可能会转化为人类。

成年实验室小鼠可以用疤痕组织治愈损伤，而多刺小鼠则具有独特的能力，可以再生失去的皮肤并再生体内的肌肉骨骼组织。

英国 艺术与科学学院生物系副教授 Ashley W. Seifert 博士 和他的研究小组率先使用多刺小鼠和其他动物模型来了解复杂组织如何再生，桥接再生生物学和医学。

2023 年 4 月， Science Advances 发表了 Seifert 小组的一项研究，重点关注组织愈合过程中细胞对损伤的反应。该论文展示了 ERK 信号如何充当平衡愈合反应的关键开关，并证明在实验室小鼠中增加和维持这种类型的信号可以触发再生反应而不是疤痕。

他们的最新研究发表在 《发育细胞》杂志上，为特定免疫细胞如何响应损伤和直接组织再生提供了新的见解。

科学家团队研究了一种称为巨噬细胞的特定类型的免疫细胞，巨噬细胞在调节炎症反应方面发挥着至关重要的作用，可以保护受损组织免受病原体侵害，同时促进多刺小鼠和实验室小鼠的组织修复。

“在我们的研究中，我们使用双物种系统来剖析两种愈合模式之间的巨噬细胞表型：组织再生或疤痕组织形成，”Seifert 说。“虽然目前还不清楚巨噬细胞最终控制不同愈合轨迹的程度，但我们观察到了与再生特异性相关的微妙而独特的巨噬细胞特征。”

研究人员利用两种啮齿动物的相同损伤，研究了巨噬细胞释放的信号，这些信号与附近的细胞进行通信，告诉它们重建所有缺失的组织。他们还注意到这些过程中细胞的特征或表型。

“我们的研究表明，多刺小鼠巨噬细胞释放出不同的蛋白质，这些蛋白质在一定程度上负责损伤部位特殊组织的重建以及保护细胞免受压力，”Seifert 说。“总的来说，我们的实验表明巨噬细胞建立了有利于再生的组织微环境。”

研究人员检查并比较了两种小鼠骨髓中的巨噬细胞。然后他们使用 RNA 测序来识别这些细胞分泌的蛋白质。(RNA，即核糖核酸，是一种携带 DNA 遗传指令以产生蛋白质的分子。)

研究人员发现，骨髓中的巨噬细胞对干扰素γ(一种由细胞响应感染而产生的蛋白质)和脂多糖(一种在某些细菌中发现的刺激免疫系统的分子)的反应不同。

Seifert 说：“为了响应炎症信号，多刺小鼠的巨噬细胞会释放独特的通讯蛋白，促进新血管、淋巴管的生长、抗炎活性和组织重建，从而对再生愈合做出积极贡献。”

英国研究小组发现，这些细胞在疤痕组织形成或再生过程中保持其独特性。科学家们研究了愈合过程中五个不同时间点的样本，以更好地了解巨噬细胞如何发挥作用的时间表。

基因分析显示，研究人员在每种类型的小鼠中，细胞产生的哪种类型的分子最活跃，以及这些分子与哪些功能最相关。

Seifert 说：“在我们回答有关多刺小鼠的更多科学问题的工作中，我们发现一种特定类型的蛋白质——血管内皮生长因子 c 或 VEGFC——是由多刺小鼠巨噬细胞在再生过程中独特分泌的。” “它还发挥多功能作用，促进新血管和淋巴管的生长。”

“通过特异性抗体阻断多刺小鼠耳朵中的 VEGFC 蛋白，我们观察到血管、淋巴管的形成和细胞分裂的显着变化。这也导致新毛囊形成减少和炎症增加，最终破坏组织再生过程，”该研究的共同第一作者、生物学博士后学者 Ajoy Aloysius 博士说。“此外，我们推测在纤维化伤口愈合过程中增强巨噬细胞分泌 VEGFC 和其他因子可能有助于组织愈合的再生结果，但需要进一步的实验来证实这一想法。”

该研究最终表明，在全身特定组织中发现的巨噬细胞有助于指导和调节细胞修复程序。重要的是，这项研究的结果表明巨噬细胞的类型很重要，并表明改变一种类型的巨噬细胞的分泌可能会改变组织自我修复的方式。

“这项研究旨在释放身体在创伤后再生的自然潜力，”该研究的第一作者之一、路易斯安那州立大学健康科学中心骨科助理教授 Jennifer Simkin 博士说。“为此，我们研究了受伤后可以再生多种组织(毛发、软骨、肌肉和皮肤)的动物，以找到更好愈合所需的细胞和分子信号。最终，我们希望这些发现为促进伤口愈合的新疗法铺平道路。”

研究人员表示，需要进一步的研究来更好地理解和定义再生过程中的一些细胞串扰。

该研究小组代表英国生物和生理学系、英国脊髓和脑损伤研究中心、路易斯安那州立大学健康新奥尔良分校、辛辛那提大学儿童医院医学中心和欧洲生物信息学研究所。

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