创伤修复和再生是生物体创伤愈合的两个不同的生物学过程。哺乳动物有几个再生模型,包括兔子耳洞关闭、近交系小鼠MRL/MpJ和LG/J,以及其他突变品系小鼠。这些模型与两栖动物的四肢再生很相似,包括软骨替代和疤痕消失。
MRL小鼠耳部损伤模型中存在创伤修复的一些不知名的经典再生表型。MRL小鼠是一种近亲交配小鼠,其遗传背景有75%的LG,25%的AKR、C3H和C57BL/6。MRL小鼠的再生包括快速再上皮化、组织重构增强、基底膜破裂、芽基生长和再分化。
炎症是再生过程中的关键因素。它在耳洞关闭中的作用可以用急性炎症反应性(acute inflammatory reactivity,AIR)表型来证明。MRL成年小鼠在正常的新陈代谢中发生有氧糖酵解,可能有利于再生反应。低氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor 1α,HIF-1α)是所有这些过程的中心节点,可能在MRL成年小鼠耳洞关闭的再生过程中也很重要。
在正常情况下,HIF-1α的降解由脯氨酰羟化酶(prolyl hydroxylases, PHDs)介导。研究人员用PHD抑制剂(1,4-DPCA)来稳定HIF-1α蛋白的组成型表达。原位注射含1,4-DPCA的水凝胶能够控制药物释放时间达4天~10天。没有再生表型的瑞士韦伯斯特小鼠(Swiss Webster mice)皮下注射1,4-DPCA/水凝胶后,可在5天内增加HIF-1α蛋白稳定表达,为体内药物释放提供了一个功能指标。瑞士韦伯斯特小鼠耳朵打孔后,10天内多位点外周皮下注射1,4-DPCA能引起再生性创伤愈合。
这提示,HIF-1α蛋白的表达增加或许给未来哺乳动物的再生研究开了个头。(作者:贺利军)
参考文献:Science Translational Medicine 2015;7:290ra92