扁虫研究表明，干细胞需要位置信号来驱动再生

美国国家癌症研究所和合作机构的科学家发现，能够再生失去组织的扁虫Schmidtea polychora在生命早期逐渐发展这种能力。全身再生出现在特定的胚胎和幼年阶段，头部再生受到限制，直到生物体获得重置其身体主轴的能力。干细胞是组织生长所必需的，但本身不足以引发完全再生

再生包括在正常维护期间或损伤后替换组织的生物过程。一些水生无脊椎动物，如水螅类、涡虫类和蚁群，可以仅从组织碎片中再生整个身体。某些鱼类、两栖动物和爬行动物可以再生失去的附属物

再生能力在生物体的整个生命过程中都会发生变化。在许多物种中，胚胎和幼体比成虫更容易再生。衰老与小鼠心脏和指尖、爪蟾四肢和尾巴以及果蝇想象盘等结构的再生减少有关

即使是高度再生的动物，如外衣和海绵，随着年龄的增长，它们的能力也会降低。这些变化与干细胞耗竭、细胞可塑性丧失、表观遗传改变和代谢变化有关。海绵、海百合、栉水母、环节动物、被膜动物和一些脊椎动物，如爪蟾蝌蚪和某些蜥蜴，也观察到成年后再生能力的提高

平原扁虫在成年后仍保持全身再生能力。它们的再生能力取决于分布在全身的成体多能干细胞，称为成新细胞。新生母细胞通过来自周围组织的位置特异性信号对损伤做出反应，并在维持、无性繁殖和再生过程中产生新组织

在这项发表在《当代生物学》上的研究中，“涡虫全身再生的发育开始取决于轴重置”，研究人员进行了一项发育分析，以确定扁虫Schmidtea polycroa何时以及如何出现再生能力

将多毛链霉菌的分期胚胎和幼体沿前后轴一分为二，以测试在特定发育阶段的再生情况。评估前部和后部碎片再生缺失组织的能力

使用原位杂交追踪基因表达，这是一种与RNA转录物结合的标记方法，可以显示基因的活性位置。使用全贴显微镜技术制备组织样本，以保留空间背景

照射用于鉴定再生能力是否依赖于辐射敏感祖细胞。使用RNA干扰靶向Wnt信号成分的敲除实验来测试轴重置机制

在胚胎晚期和幼年早期，全身再生逐渐发展。后部组织在早期阶段从前部碎片再生，而头部结构从后部碎片再生则延迟到孵化后

头部再生的阶段依赖性恢复与重置身体前后轴的能力有关。辐射敏感细胞是必要的，但不足以单独再生。Wnt通路效应子β-catenin-1的敲除恢复了其他无能力片段的头部再生

结果表明，全身再生不是拥有干细胞的固有默认属性，而是取决于能够重置轴的发育线索。只有在胚胎获得重置前后极性的能力后，才出现了再生头部的能力。除非激活特定的极性信号，否则含有功能性祖细胞的片段仍然无法再生

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轴重置在全身再生中起着关键的把关作用，直接操纵信号通路，使以前无法恢复的碎片能够再生。研究结果表明，再生是一种有条件的能力，可以根据发育状态和分子环境开启或关闭

在再生能力较弱的动物中诱导再生的更广泛策略可能不仅需要恢复干细胞的存在，还需要恢复触发极性建立和组织身份的损伤诱导线索。结果可能会挑战再生损失是不可逆的假设，并提出恢复组织形成潜力的新目标

哺乳动物，包括人类，再生能力有限，仅限于替换特定的组织和细胞类型

哺乳动物的修复通常是通过疤痕进行的，这是一个快速密封伤口而不恢复原始组织结构的过程。这可能反映了在更大或更复杂的生物体中的进化权衡，在这种生物体中，通过纤维化快速密封组织可以确保立即存活，即使以长期功能或结构完整性为代价

对蠕虫和其他再生物种再生要求的深入了解使科学更接近于有朝一日在治疗环境中逆向工程再生反应的目标 More information: Clare L.T. Booth et al, Developmental onset of planarian whole-body regeneration depends on axis reset, Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.03.065

Journal information: Current Biology