你是否曾好奇,為什么嬰兒受傷后幾乎不留疤痕,而成年人的傷口卻常常留下永久的痕跡?哈佛大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究,揭開了這個(gè)謎團(tuán)的關(guān)鍵——過度神經(jīng)支配。
生物的再生能力具有顯著多樣性,從低等到高等動(dòng)物存在明顯的梯度差異。渦蟲、水螅等低等無脊椎動(dòng)物具備近乎無限的再生潛力,能夠從微小組織片段重建完整身體;墨西哥鈍口螈和斑馬魚等脊椎動(dòng)物具有多譜系器官再生能力,能夠在損傷后再生肢體甚至大腦;而哺乳動(dòng)物器官級(jí)再生高度受限,只有鹿角、鹿茸再生等極少數(shù)特殊案例。
皮膚作為哺乳動(dòng)物最大的器官,是再生研究的典型矛盾體——皮膚包含具有高再生能力的毛囊組織,但皮膚中的其它組織再生能力低,這導(dǎo)致皮膚損傷后無法完美再生,而是產(chǎn)生疤痕。理解其中內(nèi)在的再生抑制因素,對推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)發(fā)展具有關(guān)鍵意義。
皮膚再生的秘密:哈佛團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)過度神經(jīng)支配是阻礙完美愈合的關(guān)鍵
2026 年 3 月 20 日,哈佛大學(xué)許雅捷教授團(tuán)隊(duì)在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell上發(fā)表了題為:Hyperinnervation inhibits organ-level regeneration in mammalian skin的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn),胚胎期全層皮膚損傷后能夠完美再生(再生上皮、間質(zhì)、神經(jīng)和血管等多譜系組織并形成恰當(dāng)?shù)倪B接),而這種再生能力在出生后迅速喪失,導(dǎo)致傷口內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞類型無法恢復(fù)且出現(xiàn)過度神經(jīng)支配(Hyperinnervation,指神經(jīng)纖維雜亂無章、過度密集地生長)。單細(xì)胞測序鑒定出一種只在出生后的傷口中出現(xiàn)的特殊細(xì)胞——出生后傷口特異性成纖維細(xì)胞(PWF),這些細(xì)胞高表達(dá)三個(gè)基因——Timp1、Cxcl12和Ccl7,在胚胎期傷口中過表達(dá)這些基因能夠抑制器官層面的再生并導(dǎo)致過度神經(jīng)支配。而通過在成纖維細(xì)胞中敲除Cxcl12或進(jìn)行神經(jīng)消融來減少出生后傷口中的過度神經(jīng)支配,能夠重啟多譜系再生。
這項(xiàng)研究確定了器官從擁有再生能力到失去再生能力的轉(zhuǎn)變機(jī)制,發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的過度神經(jīng)支配是關(guān)鍵障礙,并證明消除這一障礙可實(shí)現(xiàn)器官層面的再生。
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該研究的核心發(fā)現(xiàn):
- 胚胎皮膚損傷后能再生多種細(xì)胞類型,而出生后會(huì)失去這一能力;
- 出生后傷口中具有傷口特異性成纖維細(xì)胞,其通過 CXCL12 促進(jìn)過度神經(jīng)支配;
- 傷口部位過度神經(jīng)支配會(huì)阻礙多譜系再生;
- 減少過度神經(jīng)支配可恢復(fù)出生后損傷的多譜系再生。
從完美再生到疤痕形成:再生的時(shí)間窗口
在這項(xiàng)最新研究中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),哺乳動(dòng)物皮膚在胚胎晚期(E16.5)受傷后,能夠?qū)崿F(xiàn)皮膚的器官級(jí)再生——不僅僅是表皮愈合,還能恢復(fù)毛囊、立毛肌、淋巴管、黑素細(xì)胞、感覺和交感神經(jīng)、真皮脂肪細(xì)胞等多種細(xì)胞類型,并且這些細(xì)胞能夠重新建立正確的連接和功能。
然而,這種神奇的能力在出生后迅速喪失。出生后第 5 天(P5)的傷口雖然能夠閉合,但其中大多數(shù)細(xì)胞類型無法再生,取而代之的是疤痕形成、過度神經(jīng)支配和持續(xù)的炎癥反應(yīng)。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):出生后傷口特異性成纖維細(xì)胞
通過單細(xì)胞 RNA 測序,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種只在出生后傷口中出現(xiàn)的特殊細(xì)胞群體——出生后傷口特異性成纖維細(xì)胞(postnatal wound-specific fibroblast,PWF)。這些細(xì)胞在胚胎傷口中完全不存在,但在出生后傷口中占據(jù)了成纖維細(xì)胞總數(shù)的約 60%。
PWF 高表達(dá)三種關(guān)鍵基因:Timp1、Cxcl12和Ccl7。當(dāng)這些基因在胚胎傷口中過表達(dá)時(shí),竟然能夠抑制器官級(jí)再生并導(dǎo)致過度神經(jīng)支配。
機(jī)制揭秘:CXCL12 驅(qū)動(dòng)過度神經(jīng)生長
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),出生后傷口特異性成纖維細(xì)胞(PWF)通過分泌 CXCL12 等趨化因子,吸引大量神經(jīng)纖維長入傷口區(qū)域,形成“過度神經(jīng)支配”。這種異常的神經(jīng)環(huán)境直接阻斷了多譜系細(xì)胞的再生過程。
最令人興奮的是,當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)抑制成纖維細(xì)胞中的 CXCL12 表達(dá),或者直接進(jìn)行神經(jīng)消融,出生后傷口竟然恢復(fù)了多譜系再生的能力!
臨床意義:開啟再生醫(yī)學(xué)新篇章
這項(xiàng)研究的意義深遠(yuǎn):
1. 挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀念:證明哺乳動(dòng)物器官的再生能力并非永久喪失,而是被特定機(jī)制“封鎖“;
2. 發(fā)現(xiàn)新靶點(diǎn):首次將過度神經(jīng)支配確定為器官再生的關(guān)鍵障礙;
3. 提供新策略:通過調(diào)控神經(jīng)支配,可能恢復(fù)成年組織的再生潛能;
4. 跨器官應(yīng)用:這一機(jī)制可能不僅適用于皮膚,對其他器官的再生研究亦有啟示。
哈佛團(tuán)隊(duì)的這一發(fā)現(xiàn)為再生醫(yī)學(xué)開辟了全新方向,未來我們可能通過調(diào)控傷口局部的神經(jīng)環(huán)境,讓成年人的傷口像胚胎期一樣完美愈合,不留疤痕,恢復(fù)所有功能。
這項(xiàng)研究也提醒我們,身體的再生潛力可能比我們想象的要大得多,只是需要找到解鎖它的正確鑰匙。而過度神經(jīng)支配,可能就是其中一把重要的鑰匙。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00234-5
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