自曼彻斯特大学的科学家们在对蝌蚪尾巴再生机制进行研究后，获得了一个惊人的发现，这对于研究人类创伤愈合与再生具有重要的意义。
众所周知，相比包括人类在内的哺乳动物，青蛙和蝾螈具有不同寻常的再生能力。例如，如果蝌蚪失去它的尾巴，在一周之内就可以再生一条新的。数年来，曼彻斯特大学生命科学学院愈合基金中心的Enrique Amaya教授和研究小组一直试图更深入地了解再生过程，希望能够最终利用这一信息寻找到新的治疗，提高人类的创伤愈合和再生能力。
在早先的研究中，Amaya教授研究小组确定了尾巴再生过程中的激活基因。出乎意料的是，研究表明，一些与代谢相关的基因，尤其是与活性氧簇（ROS）生成相关的基因被激活。这些研究发现的不同寻常之处在于：人们通常认为ROS对细胞是有害的。
Amaya教授和他的研究小组决定追踪观察这一意外的结果，最新的研究发现发布在最新一期的《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。
为了检测尾巴再生过程中的ROS，研究小组利用一种荧光分子（在H2O2存在的情况下会改变光发射特性）测量了H2O2（细胞中一种常见的活性氧簇）的水平。利用这种先进的成像模式，Amaya教授和研究小组证实，断尾后H2O2显着增高，有趣的是，他们发现在整个尾部再生过程中H2O2仍在升高，持续数日。
谈及该研究时，Amaya教授说：“发现尾巴再生过程中ROS处于高水平，我们感到很惊讶。传统上，人们认为ROS对于细胞有负面影响。然而在这种情况下，它们对于尾巴再生似乎具有正面影响。”
为了评估再生过程中ROS存在的重要性，Amaya教授研究小组采用两种方法来限制ROS生成。第一种是利用抗氧化剂等化学物质，第二种方法是除去负责ROS生成的基因。在这两种情况下，再生过程受到抑制，蝌蚪尾巴无法重新生长。
Amaya教授说：“当我们降低ROS水平时，不会发生组织生长和再生。我们的研究表明，ROS是启动和维持再生反应的必要条件。我们还发现，ROS生成对于激活Wnt信号至关重要。Wnt信号基本上与每个研究的再生系统均有关联，包括人类的在内。同样惊人的是，我们的研究表明抗氧化剂对于组织再生具有负面影响，而人们常认为抗氧化剂应该对健康有益。”(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/ncb2659
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PMID:
Amputation-induced reactive oxygen species are required for successful Xenopus tadpole tail regeneration
Nick R. Love, Yaoyao Chen, Shoko Ishibashi, Paraskevi Kritsiligkou, Robert Lea, Yvette Koh, Jennifer L. Gallop, Karel Dorey & Enrique Amaya
Understanding the molecular mechanisms that promote successful tissue regeneration is critical for continued advancements in regenerative medicine. Vertebrate amphibian tadpoles of the speciesXenopus 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 Xenopustadpole 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.
