Китайские ученые вернули мышам утраченную способность к восстановлению тканей
Команда ученых под руководством Вэй Вана из Национального института биологических наук в Пекине совершила прорыв в регенеративной медицине. Исследователям удалось идентифицировать и активировать эволюционно «отключенный» ген, что позволило восстановить способность к регенерации ушной раковины у мышей — млекопитающих, ранее лишенных этой возможности.
Данное открытие, опубликованное в престижном научном журнале Science 26 июня 2025 года, проливает свет на фундаментальные механизмы, которые управляют восстановлением тканей, и открывает новые горизонты для лечения травм и дегенеративных заболеваний у человека. Исследователи выяснили, что ключевую роль в регенеративном процессе играет ген Aldh1a2, отвечающий за метаболизм витамина А.
Следует отметить, что способность к регенерации — восстановлению утраченных или поврежденных частей тела — широко распространена в животном мире. Саламандры могут отращивать целые конечности, а рыбы — восстанавливать поврежденные плавники и даже участки сердца. Однако у млекопитающих, включая человека, эта способность сильно ограничена и, как правило, сводится к заживлению ран с образованием рубцовой ткани. Почему в ходе эволюции млекопитающие утратили этот, казалось бы, чрезвычайно полезный признак, остается одним из ключевых вопросов биологии.
«Как очевидно полезная черта, регенерация хорошо сохранилась у одних животных, но была почти полностью утрачена у других, — поясняет Вэй Ван, руководитель исследования. — Понимание того, что произошло в ходе эволюции животных, что привело к потере или приобретению способности к регенерации, прольет новый свет на регенеративную медицину».
Команда Вэй Вана, в которую также вошли специалисты из BGI Research и Северо-Западного университета сельского и лесного хозяйства (Northwest A&F University), сосредоточила свое внимание на ушной раковине. Этот орган представляет собой идеальную модель, поскольку у некоторых млекопитающих, таких как кролики и африканские иглистые мыши, он способен к полной регенерации, в то время как у лабораторных мышей и крыс — нет.
Проведя сравнительный анализ на клеточном уровне, ученые обнаружили поразительное различие. Дело было не в неспособности мышей формировать бластему — скопление клеток, служащее основой для новой ткани, — а в поведении специализированных клеток, называемых раневыми фибробластами.
С помощью одноклеточного РНК-секвенирования исследователи выяснили, что у некоторых видов, способных к регенерации, после травмы происходит мощная активация гена Aldh1a2. Этот ген кодирует фермент, необходимый для синтеза ретиноевой кислоты (RA), активной формы витамина А. Ретиноевая кислота является важнейшей сигнальной молекулой, которая, как известно, участвует в эмбриональном развитии и процессах восстановления различных тканей, включая кости, кожу и нервы.
У обычных мышей этот генетический «переключатель» оставался неактивным. Недостаточная выработка ретиноевой кислоты приводила к срыву регенеративного процесса и формированию обычного рубца.
«Включение» утраченной способности
Чтобы доказать свою гипотезу, команда провела решающий эксперимент. Они применили два подхода для восстановления необходимого уровня ретиноевой кислоты в поврежденных тканях у мышей:
- Внешнее воздействие: На рану наносился гель, содержащий ретиноевую кислоту.
- Генная активация: С помощью генного энхансера (участка ДНК, усиливающего работу гена), позаимствованного у кроликов, ученые принудительно «включили» собственный ген Aldh1a2 у мышей.
Результаты превзошли ожидания. В обоих случаях у мышей наблюдалась полноценная регенерация ушной ткани с восстановлением хряща, кожи и даже волосяных фолликулов, что разительно отличалось от обычного рубцевания в контрольной группе. Таким образом, ученые доказали, что механизм регенерации у млекопитающих не утерян безвозвратно, а скорее «дремлет» и может быть реактивирован.
Российские ученые из Института биоорганической химии РАН также внесли свой вклад, теоретически обосновав, что утрата регенерации у высших позвоночных была связана с эволюционными приобретениями, такими как развитый адаптивный иммунитет и ороговение кожи, необходимыми для жизни на суше.
Хотя до отращивания человеческих конечностей еще очень далеко, данная работа открывает путь к разработке новых терапевтических стратегий. В будущем возможна разработка препаратов на основе ретиноевой кислоты или методов генной терапии для улучшения заживления сложных переломов, обширных ожогов, повреждений внутренних органов и, возможно, даже для борьбы с возрастными изменениями. Фундаментальный шаг от простого заживления к истинному восстановлению тканей сделан, и он указывает на то, что скрытый регенеративный потенциал млекопитающих может быть однажды полностью раскрыт.
Источник: arstechnica