近日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表了长春科技学院鹿茸科学与产品技术研究所李春义教授团队与苏州大学转化医学研究院时玉舫教授合作的突破性研究成果。
该研究首次揭示,雄激素通过激活先天免疫系统中的巨噬细胞调控鹿茸发生,甚至能诱导雌鹿长出完整鹿茸。这一发现破解了鹿生物学领域百年未解之谜,为器官发生、再生医学及免疫调控研究提供了全新视角。《美国国家科学院院刊》是学术界公认的继《细胞》、《自然》和《科学》之后的第四大科学杂志。
鹿茸角是哺乳动物中唯一可完全再生的器官。然而,雄激素如何驱动鹿茸干细胞启动发生与再生的分子机制长期未明。传统观点认为雄激素直接作用于干细胞,但李春义团队发现,鹿茸干细胞虽表达雄激素受体,体外试验发现睾酮却无法直接促进其增殖,提示存在未知的中间调控机制。本研究首次揭示了鹿茸发生与再生的“激素-免疫-干细胞”三方协作机制,阐明雄激素通过诱导趋化因子分泌、招募巨噬细胞、激活干细胞的级联通路,颠覆了激素直接调控干细胞的传统认知。雌鹿虽具备生茸干细胞,但因缺乏雄激素驱动的免疫微环境,无法自然长茸。通过局部注射特异趋化因子或巨噬细胞,可激活雌鹿生茸干细胞,诱导鹿茸生长(图3)。这一发现为性别特异性器官发育提供了新模型,并提示靶向免疫微环境或可成为组织再生新策略,通过调控趋化因子激活内源性干细胞,或能修复严重组织损伤。
李春义教授带领团队深耕鹿茸生物学40余年,发现并总结了鹿茸的十大生物学特性。通过构建全球首个被欧洲著名分子生物学机构Ensembl收录的鹿全基因组、鹿茸单细胞图谱及开发鹿科基因编辑技术,锁定免疫系统在鹿茸发生与再生中的关键作用。“让雌鹿长茸看似违反常理,却揭示了生命发育的深层逻辑,”共同通讯作者、苏州大学转化医学研究院院长时玉舫教授(欧洲科学院院士)表示,“哺乳动物器官的发生与再生潜能可能远超预期,免疫系统是解锁这一潜能的关键,炎症可能在调控细胞归巢与再生中起核心作用。”
长春科技学院李春义教授与苏州大学转化医学研究院时玉舫教授为该论文的共同通讯作者。长春科技学院王大涛博士(现为中国农科院特产所研究员)和巴恒星博士(长科鹿茸研究所教授、副所长)和特产所李勋胜(助研)为该论文的共一作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金委重点项目、吉林省自然科学基金、科技部国家重点研发计划项目、江苏省社会发展项目以及苏州大学人才启动经费等的资助。
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记者 殷维
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