Исследователи из Национального института биологических наук в Пекине продемонстрировали возможность восстановления повреждённых наружных ушей у мышей, запустив механизм регенерации, ранее считавшийся недоступным для этих животных. Этот прорыв усиливает надежды на возможность активации аналогичных процессов в других органах, включая человеческие.
Роль ретиноевой кислоты
Центральным элементом исследования стала ретиноевая кислота — производное витамина A, известное своей ролью в развитии клеток и восстановлении тканей. Как показали учёные Ван Вэй и Дэн Цзыцин, нехватка этой молекулы мешала мышам восстанавливать ушную раковину.
В рамках эксперимента исследователи либо добавляли ретиноевую кислоту извне, либо активировали ген Aldh1a2, отвечающий за синтез ключевого фермента. Оба подхода приводили к возобновлению процесса регенерации, включая полное восстановление хрящевых тканей.
«Недостаточная выработка ретиноевой кислоты препятствовала восстановлению ушной раковины у мышей и крыс. Введение кислоты или активация фермента, ограничивающего её синтез, оказалось достаточным для запуска регенерации», — говорится в исследовании.
Учёные выбрали ушную раковину как объект исследования из-за её относительной простоты и доступности для наблюдения. Она состоит из различных типов тканей — кожи, хряща, мышц и жира, — что делает её подходящей моделью для изучения комплексных регенеративных процессов.
Важно, что некоторые виды животных, такие как кролики, козы и африканские иглистые мыши, способны восстанавливать ушные раковины, в отличие от обычных лабораторных мышей и крыс, утративших эту способность в процессе эволюции.
Решающим элементом стало использование технологии Stereo-seq, разработанной BGI-Research. Этот метод позволяет «визуализировать» активность клеток и экспрессию генов в процессе заживления, открывая детали регенерации, ранее недоступные науке.
Путь к открытию был непростым: множество генов, протестированных по отдельности, не приносили результатов, а иногда даже ухудшали повреждение. Прорыв наступил неожиданно — активация лишь одного гена, отвечающего за синтез ретиноевой кислоты, дала положительный эффект.
Тезнология регенерации органов
Авторы исследования подчеркивают, что их работа является доказательством самой возможности существования "генетического переключателя" регенерации органов. Сейчас команда сосредоточена на поиске аналогичных механизмов в других органах, поскольку каждый из них может требовать отдельного генетического триггера.
Однако до восстановления органов у человека путь остаётся долгим и сложным. Помимо масштабных различий между человеческими и мышиными органами, необходимо глубокое понимание механизмов, утраченных в процессе эволюции.
«Наши результаты могут способствовать лучшему пониманию эволюции регенерации и послужить основой для изучения причин, по которым различные органы и виды теряли эту способность», — отмечают авторы.
Работа была опубликована в научном журнале Science.
