细胞:一种基因可加速成体组织再生修复 Lin28a 胚胎 核R结蛋

顾汉现

作者：George Daley 来源：《细胞》

发布时间：2013-11-21 16:15:19

一种基因可加速成体组织再生修复

看过好莱坞电影《X战警》的人都会对“金刚狼”这一角色印象深刻，这位变种人的两只前臂可以伸出无比坚硬的利爪，并且拥有超强的自愈能力。现在，这种“超能力”被赋予了实验鼠。据每日科技（dailytech）网站近日报道，美国科学家发现，原本被设计为发展出肿瘤的幼年转基因小鼠非但没有患上癌症，反而变得体型巨大、毛发深长，定期修剪的指甲也会很快重新长出来。而这一切都只因为小鼠携带了一种名为Lin28的基因，该基因表达为蛋白质Lin28a。

Lin28a通常只在发育的胚胎中产生，在成体中丧失活性，由于其与干细胞的功能以及癌症有关，因而颇受科学家的关注。发表在13-11月7日《细胞》杂志上的这项最新研究表明，这种蛋白质可以提高组织的修复能力——即使是在成体中。实验中的转基因小鼠终生都可以产生Lin28a，它们的毛发以快于正常的速度在生长，耳朵上的刺伤也几乎完全愈合了。

“这个基因的微小变化能够对一个复杂的组织再生产生深远的影响，这令我们非常震惊。”研究报告的作者之一、得克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学家朱浩（音译）说。

利用胚胎基因来重启细胞，这在以前的研究中并不鲜见。该领域最重大的突破就是培育出诱导多能干细胞（iPS细胞）——通过激活一组基因，得到的细胞能够重返类胚胎状态。但这项最新研究显示，这种去老化的改变不仅可以出现在培养细胞中，也能出现在机体已发育成熟的组织内。这说明，老化的组织也有可能恢复年轻状态。

“你的身体知道自己处于哪个年龄，这种认知是通过基因来调节的。”朱浩说，“这一点有遗传调节器来控制。我们无法知道所有的调节器，但我认为Lin28a就是其中之一。”

不过，并非所有经研究人员用Lin28a测试过的组织都能获得额外的愈合能力，比如心脏的再生能力就没有得到提升。另外，一旦幼鼠进入青年期，修剪过的指甲尖没有再长回来，但其毛发以及耳朵的软骨和结缔组织仍在继续加速再生。

“有时候会行不通，这一点更有趣，因为它提出了一个问题：为什么会这样？”密歇根大学的丹尼尔·戈德曼说，他研究过Lin28a在斑马鱼视网膜再生过程中的作用。他怀疑，有些组织，比如心脏，可能拥有抵抗进入重启模式的机制。

尤其令人好奇的是，Lin28a是如何重置一个细胞的生物年龄的？科学家们研究得最多的是这种蛋白质对名为let-7的RNA分子的影响，let-7能够限制细胞增殖、促进成熟。但朱浩和他的同事发现，Lin28a也会影响细胞的新陈代谢。

研究报告的另一位作者、波士顿儿童医院的细胞生物学家吴世昌（音译）说，事实上，这种自愈效应涉及到新陈代谢，这才是最令人惊讶的结果。“大多数生物学家会觉得，需要一个特殊的因子来制造愈合的路径，但代谢是每个细胞都具有的。”他说。

吴世昌同时表示，这种想法距离实际医疗应用还有很长的路要走。大部分药物瞄准的是细胞表面的酶或者受体，而Lin28a两者 都不是，它是一种位于细胞核内的RNA结合蛋白，常规药物很难以它作为标靶。此外，Lin28a对细胞有多种影响，目前还不清楚应该以哪一种影响为着力点。（陈丹）

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《细胞》发表论文摘要（英文）：

http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(13)01278-6