科学家研究蝾螈、斑马鱼和小鼠，发现了一组可能有一天帮助研究人员开发再生人类肢体疗法的共享基因。发表在《美国国家科学院院刊》上的这一发现，为再生医学和基因治疗指明了可能的新方向。
"这项重要研究汇集了三个实验室，跨越三种生物体来比较再生能力，"研究墨西哥蝾螈的维克森林大学(Wake Forest University)生物学助理教授乔什·柯里(Josh Currie)表示。"它向我们展示了驱动非常不同生物体（蝾螈、斑马鱼和小鼠）再生的普遍、统一的遗传程序。"
该项目还包括研究小鼠手指再生的杜克大学(Duke University)整形外科医生大卫·A·布朗(David A. Brown)，以及研究斑马鱼鳍再生的威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的肯尼斯·D·波斯(Kenneth D. Poss)。
跨物种共享的再生基因
根据全球疾病负担(Global Burden of Disease)统计数据，全球每年有超过100万例截肢手术是由于糖尿病相关的血管疾病、创伤性损伤、感染和癌症造成的。研究人员预计，随着人口老龄化和糖尿病变得更加普遍，这一数字将会上升。
多年来，科学家一直在寻找超越假肢的方法，寻求能够恢复自然运动、感觉和功能的治疗方法。这项新研究表明，一组被称为SP基因的基因可能在这一努力中发挥核心作用。
研究人员选择了蝾螈、斑马鱼和小鼠，因为每个物种都为再生提供了独特的见解。
蝾螈以其非凡的能力而闻名，可以再生整个肢体以及尾巴、脊髓组织和包括心脏、大脑、肺、肝脏和下颌在内的部分器官。
斑马鱼是另一个强大的再生模型，因为它们可以反复再生受损的尾鳍。它们还能够修复心脏、大脑、脊髓、肾脏、视网膜和胰腺。
小鼠被包括在内，因为它们与人类一样是哺乳动物。小鼠可以再生手指尖，而人类有时在受伤后如果甲床保持完整，也可以再生指尖，让皮肤、肉体和骨骼再生。
柯里表示，研究团队发现这三种物种的再生表皮（或皮肤组织）都激活了两个名为SP6和SP8的基因。研究人员随后开始调查这些基因如何具体促进再生。
生物学博士生小蒂姆·柯蒂斯(Tim Curtis Jr.)参与了柯里实验室的工作，还有2025年毕业于维克森林大学生物化学和分子生物学专业的本科生埃琳娜·辛格-弗里曼(Elena Singer-Freeman)，她是一位戈德华特学者(Goldwater Scholar)。
CRISPR实验揭示关键肢体再生作用
研究人员发现SP8对蝾螈的肢体再生尤为重要。使用CRISPR基因编辑技术，柯里的团队从蝾螈基因组中移除了SP8。
没有这个基因，蝾螈无法正确再生肢体骨骼。当SP6和SP8在再生手指中缺失时，科学家在小鼠身上也观察到类似的问题。
利用这些发现，布朗的实验室设计了一种基于斑马鱼先前确定的组织再生增强子的病毒基因疗法。
该疗法传递了一种称为FGF8的信号分子，通常由SP8激活。在小鼠中，这种治疗促进了受损手指的骨骼再生，并部分恢复了因SP基因缺失而丧失的一些再生能力。
人类肢体无法像蝾螈肢体那样自然再生，但研究人员认为未来的疗法可能能够模仿由SP基因控制的一些生物机制。
"我们可以将此作为原理证明，我们可能能够提供疗法来替代人类再生组织中的这种再生风格的表皮，"柯里解释道。
迈向未来人类肢体再生
研究人员警告说，这项工作仍处于早期阶段，在小鼠的发现转化为人类疗法之前还需要进行更多研究。尽管如此，柯里将这项研究描述为未来再生治疗的重要基础。
"科学家正在追求许多替代肢体的解决方案，包括生物工程支架和干细胞疗法，"柯里解释道。"本研究中的基因治疗方法是一种新途径，可以补充并可能增强必将是多学科解决方案的一部分，有一天可以再生人类肢体。"
柯里还强调了在非常不同的动物和生物系统上工作的科学家之间合作的重要性。
"很多时候，科学家在各自的领域工作：我们只在蝾螈上工作，或者我们只在小鼠上工作，或者只在鱼上工作，"柯里说。"这项研究的一个突出特点是我们在所有这些不同生物体上工作。这非常强大，我希望在该领域能看到更多这样的合作。"
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