在科研領(lǐng)域的一項重大發(fā)現(xiàn)中，中國科學(xué)家揭示了哺乳動物再生能力差異的秘密。近日，《科學(xué)》雜志發(fā)表了一項由中國科研團隊完成的研究成果，該研究發(fā)現(xiàn)Aldh1a2基因的表達水平是決定高等哺乳動物小鼠耳廓能否再生的關(guān)鍵因素。

據(jù)研究顯示，小鼠耳廓無法再生的原因主要在于視黃酸合成不足，而這一現(xiàn)象的直接原因是Aldh1a2基因的表達缺失。視黃酸作為維生素A的一種代謝產(chǎn)物，在細胞發(fā)育過程中扮演著重要角色。研究團隊通過深入探究，發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)視黃酸合成不足是由于Aldh1a2基因表達受限，以及視黃酸降解加速所致。

為了揭示這一機制，科學(xué)家們選取了哺乳動物特有的器官——耳廓作為研究模型。他們利用單細胞RNA測序技術(shù)和自主研發(fā)的時空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq，詳細描繪了可再生物種（如兔子）與不可再生物種（如小鼠）在耳廓損傷后的再生/修復(fù)過程中的單細胞時空動態(tài)變化。通過這一技術(shù)，科學(xué)家們能夠逐時逐步觀察傷口處每種細胞類型的變化和基因表達動態(tài)，從而精確對比再生過程和普通愈合過程的差異。

研究結(jié)果顯示，在小鼠耳廓再生失敗的過程中，視黃酸的合成明顯不足。而在兔子等具有再生能力的物種中，視黃酸的合成則能夠得到有效維持。這一發(fā)現(xiàn)促使科學(xué)家們進一步探究背后的遺傳機制。

通過進化生物學(xué)比較，研究團隊發(fā)現(xiàn)，兔子基因組中保留了調(diào)控Aldh1a2基因的關(guān)鍵DNA序列，這些序列被稱為增強子，它們能夠調(diào)控基因的表達水平。在兔子耳廓受傷再生時，特定的增強子會被強烈激活，從而提高Aldh1a2基因的表達，促進視黃酸的合成和組織再生。然而，在小鼠的基因組中，這些與再生相關(guān)的調(diào)控元件大多已經(jīng)失活，導(dǎo)致Aldh1a2基因表達受限，視黃酸合成不足。

為了驗證這一發(fā)現(xiàn)，研究團隊進行了進一步的實驗。他們嘗試直接激活小鼠的Aldh1a2基因或外源補充視黃酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些操作能夠使原本不具備再生能力的成年小鼠耳廓傷口出現(xiàn)多能性細胞，進而重建耳廓的軟骨和神經(jīng)組織，實現(xiàn)再生。

研究團隊還將兔子的增強子導(dǎo)入小鼠基因組中，發(fā)現(xiàn)這能夠顯著提高小鼠耳廓受傷后Aldh1a2基因的表達水平，增加視黃酸的合成，從而顯著提升小鼠耳廓的再生能力。這一實驗結(jié)果不僅驗證了研究團隊的理論假設(shè)，也為未來解決哺乳動物再生能力丟失的問題提供了新的思路。

參與這項研究的科學(xué)家表示，此次實驗的成功標(biāo)志著在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了重要突破。通過揭示器官再生能力丟失的關(guān)鍵因素，科學(xué)家們?yōu)槲磥斫鉀Q中樞神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)臟器官如心臟的功能再生提供了新的解決方案。這一研究成果不僅加深了對哺乳動物再生機制的理解，也為再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展開辟了新的道路。