“这项重要的研究汇集了三个实验室，跨越三种生物体对再生进行了比较，”维克森林大学生物学助理教授Josh Currie说道，他的实验室主要研究墨西哥蝾螈。“研究向我们表明，存在着普遍、统一的遗传程序在驱动蝾螈、斑马鱼和小鼠等截然不同类型的生物体进行再生。”
该项目还包括杜克大学整形外科医生David A. Brown，他研究小鼠的指端再生；以及威斯康星大学麦迪逊分校的Kenneth D. Poss，他的研究重点是斑马鱼的鱼鳍再生。
跨物种的共享再生基因
根据《全球疾病负担》统计数据，全世界每年有超过100万人因糖尿病相关的血管疾病、创伤性损伤、感染和癌症而接受截肢手术。研究人员预计，随着人口老龄化以及糖尿病变得愈发普遍，这一数字还将攀升。
多年来，科学家们一直在寻找方法，希望能超越假肢，转向能够恢复自然运动、感觉和功能的治疗手段。这项新研究表明，一组被称为SP基因的基因可能在这一努力中发挥核心作用。
研究人员选择了蝾螈、斑马鱼和小鼠，因为每个物种都能为再生研究提供独特的见解。
蝾螈以其非凡的再生能力而闻名，它们能够重新长出完整的肢体，以及尾巴、脊髓组织和包括心脏、大脑、肺、肝脏和颌骨在内的部分器官。
斑马鱼是另一个强大的再生模型，因为它们能够反复再生受损的尾鳍。它们还能够修复心脏、大脑、脊髓、肾脏、视网膜和胰腺。
之所以将小鼠纳入研究，是因为像人类一样，它们也是哺乳动物。小鼠能够再生其指端，而人类在受伤后如果甲床保持完整，有时也能再生指尖，从而使皮肤、血肉和骨骼得以再生。
Currie表示，团队发现这三个物种中的再生表皮（即皮肤组织）都激活了两种名为SP6和SP8的基因。随后，研究人员开始深入探究这些基因究竟是如何促进再生的。
生物学博士生Tim Curtis Jr.参与了Currie实验室的这项工作，参与的还有本科生Elena Singer-Freeman，她是一位戈德华特学者，也是维克森林大学2025届生物化学与分子生物学专业的毕业生。
CRISPR实验揭示了关键的肢体再生作用
研究人员发现，SP8对于蝾螈的肢体再生尤为重要。利用CRISPR基因编辑技术，Currie的团队从蝾螈基因组中敲除了SP8。
缺失该基因后，蝾螈无法正常再生肢体骨骼。科学家们观察到，当再生指端中缺失SP6和SP8时，小鼠也出现了类似的问题。
基于这些发现，Brown的实验室设计了一种病毒基因疗法，该疗法基于此前在斑马鱼中发现的一种组织再生增强子。
该疗法递送了一种名为FGF8的信号分子，该分子通常由SP8激活。在小鼠实验中，这种治疗促进了受损指端的骨骼再生，并部分恢复了因SP基因缺失而丧失的一些再生能力。
人类肢体无法像蝾螈肢体那样自然再生，但研究人员认为，未来的疗法可能有望模拟由SP基因控制的一些生物学机制。
“我们可以以此作为一种原理验证，即我们或许能够通过递送疗法来替代这种再生样表皮，从而实现人类组织的再生，”Currie解释道。
为未来人类肢体再生奠定基础
研究人员提醒说，这项工作仍处于早期阶段，要将小鼠身上的发现转化为适用于人类的疗法，还需要更多的研究。尽管如此，Currie仍将这项研究描述为未来再生治疗的重要基础。
“科学家们正在探索多种替代肢体的解决方案，包括生物工程支架和干细胞疗法，”Currie解释道。“这项研究中的基因疗法方法是一条新途径，可以补充并潜在增强这一必然是多学科协作的解决方案，以期有朝一日实现人类肢体再生。”
Currie还强调了研究截然不同的动物和生物系统的科学家之间合作的重要性。
“很多时候，科学家都在各自的‘孤岛’中工作：我们只研究蝾螈，或者只研究小鼠，又或者只研究鱼类，”Currie说道，“这项研究的一个真正突出特点是我们跨越了所有这些不同的生物体进行工作。这非常有力，我希望将来能在该领域看到更多这样的研究。”