指尖再生的秘密

來自紐約大學的干細胞生物學家Mayumi Ito等人利用小鼠開展研究，鑒別出了指甲根處下的一個干細胞群，并證實這些細胞可以協調修復部分切除的指頭。研究人員發現，指甲干細胞利用了一種對于胚胎四肢發育至關重要的信號通路，在組織再生過程中幫助了神經、新指甲以及骨細胞協調信號傳導，這些新認識可能有助于實現未來的干細胞治療。

Ito和Makoto Takeo利用遺傳標記確定了干細胞在小鼠指甲中的位置。不同于遠離小鼠指尖的的組織，這些細胞表達Wnt信號通路蛋白。眾所周知，在胚胎發育過程中Wnt信號通路對于指（趾）甲和四肢的生長至關重要。在成體小鼠中，條件性敲除β-catenin（Wnt下游的一個轉錄因子）可以阻止指甲分化。

研究結果表明，在切除這些嚙齒動物的指尖后，只有還存在某些指甲干細胞時指尖才會再生，這表明這些指甲干細胞作為一個“信號傳導中心”，協調了骨組織和指甲組織的再生反應。敲除β-catenin則阻斷再生，表明Wnt信號通路對于指甲干細胞的作用至關重要。

指甲干細胞缺失β-catenin還阻止了神經朝著損傷部位生長，這一過程已知對于兩棲類動物成功再生四肢至關重要。這些神經可以促使小鼠指甲上皮分泌成纖維細胞生長因子FGF，這一蛋白在指頭再生過程中促進了骨形成細胞分化和增殖。沒有來自這些指甲干細胞的信號，指甲和骨組織之間就不會發生互作。

然而，研究人員發現，當他們切除干細胞位點之外的小鼠指頭時，盡管激活β-catenin信號后骨形成細胞被誘導，但指頭仍然無法再生，這表明指甲干細胞還分泌了其他的因子，刺激了再生過程。

鑒別出這些指甲干細胞釋放調控再生的其他重要分子將是重要一步，Ito實驗室正在對此開展調查，他們還希望能夠確定移植指甲干細胞是否有助于再生。Simon期望能夠制造出干細胞分泌的因子“雞尾酒”，或許在不需要移植的情況下就可以刺激再生。

Simon說：“再生研究正進入到新的時代。”他預測，將兩棲類動物的肢體再生能力轉換至操控一個哺乳動物模型系統已非常接近于目標達成。

（摘自生物通）