据每日科学网近日报道，曼彻斯特大学科学家在研究蝌蚪如何再生尾巴时惊奇地发现，通常被认为对细胞有害的活性氧簇（ROS）在再生过程中发挥了积极影响，这对于研究人类创伤的愈合和再生具有重要意义。该研究成果发表在《自然—细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。
与包括人类在内的哺乳动物相比，青蛙和蝾螈拥有非凡的再生能力，如果一只蝌蚪失去了它的尾巴，在一周之内就会再生出一个新的尾巴。曼彻斯特大学生命科学学院愈合基础中心的恩里克·阿马亚和他的研究团队多年来一直试图更好地了解这一再生过程。
通过早期研究他们确定，在蝌蚪尾巴再生的过程中，一些参与新陈代谢的基因、特别是与生产活性氧簇有关的基因被激活了。然而，活性氧簇一直被认为对细胞有负面影响。
阿马亚决定对此意外发现进行深入研究。他们利用荧光分子成像技术来测量过氧化氢（细胞中的一种常见的活性氧簇）的含量，结果发现，在断尾后以及持续数天的尾巴再生过程中，过氧化氢的含量出现显著增加。
为了评估活性氧簇在再生过程中的重要性，研究人员采用两种方法来限制活性氧簇的生产：其一是使用化学物质，包括一种抗氧化剂；其二是删除一个负责活性氧簇生产的基因。在这两种情况下，再生过程都受到了抑制，蝌蚪的尾巴无法重生。
阿马亚说:“当我们降低活性氧簇的水平时，组织就无法生长和再生。我们的研究表明，活性氧簇对于启动和维持再生反应而言必不可少。我们还发现，活性氧簇对于激活Wnt信号通路也至关重要，该信号通路基本上与每一个被研究过的再生系统（包括人类的）有关。”
阿马亚还说：“研究也显示，抗氧化剂对于组织再生有负面影响，而我们却经常被告知抗氧化剂应该有利于健康。”就在这项研究结果公布的前几天，诺贝尔奖得主詹姆斯·沃森发表的论文认为，抗氧化剂可能对癌症晚期病人有害。对此阿马亚评论说：“最近的两篇论文表明抗氧化剂并不总是有益的，这一点非常有意思。事实上，如活性氧簇之类的氧化剂，可能在创伤愈合和再生方面发挥了重要的有益作用。”
接下来，阿马亚的团队将进一步加深对活性氧簇的认识，并希望在此基础上开展人类研究，以确定提高人体内活性氧簇的水平是否能够增强我们的创伤愈合和组织再生能力。（生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/ncb2659
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Amputation-induced reactive oxygen species are required for successful Xenopus tadpole tail regeneration
Nick R. Love, Yaoyao Chen, Shoko Ishibashi, Paraskevi Kritsiligkou, Robert Lea
Understanding the molecular mechanisms that promote successful tissue regeneration is critical for continued advancements in regenerative medicine. Vertebrate amphibian tadpoles of the species Xenopus laevis and Xenopus tropicalis have remarkable abilities to regenerate their tails following amputation1, 2, through the coordinated activity of numerous growth factor signalling pathways, including the Wnt, Fgf, Bmp, Notch and TGF-β pathways3, 4, 5, 6. Little is known, however, about the events that act upstream of these signalling pathways following injury. Here, we show that Xenopus tadpole tail amputation induces a sustained production of reactive oxygen species (ROS) during tail regeneration. Lowering ROS levels, using pharmacological or genetic approaches, reduces the level of cell proliferation and impairs tail regeneration. Genetic rescue experiments restored both ROS production and the initiation of the regenerative response. Sustained increased ROS levels are required for Wnt/β-catenin signalling and the activation of one of its main downstream targets, fgf20 (ref. 7), which, in turn, is essential for proper tail regeneration. These findings demonstrate that injury-induced ROS production is an important regulator of tissue regeneration.
