在科研领域的一项重大发现中，中国科学家揭示了哺乳动物再生能力差异的秘密。近日，《科学》杂志发表了一项由中国科研团队完成的研究成果，该研究发现Aldh1a2基因的表达水平是决定高等哺乳动物小鼠耳廓能否再生的关键因素。
据研究显示，小鼠耳廓无法再生的原因主要在于视黄酸合成不足，而这一现象的直接原因是Aldh1a2基因的表达缺失。视黄酸作为维生素A的一种代谢产物，在细胞发育过程中扮演着重要角色。研究团队通过深入探究，发现小鼠体内视黄酸合成不足是由于Aldh1a2基因表达受限，以及视黄酸降解加速所致。
为了揭示这一机制，科学家们选取了哺乳动物特有的器官——耳廓作为研究模型。他们利用单细胞RNA测序技术和自主研发的时空组学技术Stereo-seq，详细描绘了可再生物种（如兔子）与不可再生物种（如小鼠）在耳廓损伤后的再生/修复过程中的单细胞时空动态变化。通过这一技术，科学家们能够逐时逐步观察伤口处每种细胞类型的变化和基因表达动态，从而精确对比再生过程和普通愈合过程的差异。
研究结果显示，在小鼠耳廓再生失败的过程中，视黄酸的合成明显不足。而在兔子等具有再生能力的物种中，视黄酸的合成则能够得到有效维持。这一发现促使科学家们进一步探究背后的遗传机制。
通过进化生物学比较，研究团队发现，兔子基因组中保留了调控Aldh1a2基因的关键DNA序列，这些序列被称为增强子，它们能够调控基因的表达水平。在兔子耳廓受伤再生时，特定的增强子会被强烈激活，从而提高Aldh1a2基因的表达，促进视黄酸的合成和组织再生。然而，在小鼠的基因组中，这些与再生相关的调控元件大多已经失活，导致Aldh1a2基因表达受限，视黄酸合成不足。
为了验证这一发现，研究团队进行了进一步的实验。他们尝试直接激活小鼠的Aldh1a2基因或外源补充视黄酸，结果发现这些操作能够使原本不具备再生能力的成年小鼠耳廓伤口出现多能性细胞，进而重建耳廓的软骨和神经组织，实现再生。
研究团队还将兔子的增强子导入小鼠基因组中，发现这能够显著提高小鼠耳廓受伤后Aldh1a2基因的表达水平，增加视黄酸的合成，从而显著提升小鼠耳廓的再生能力。这一实验结果不仅验证了研究团队的理论假设，也为未来解决哺乳动物再生能力丢失的问题提供了新的思路。
参与这项研究的科学家表示，此次实验的成功标志着在再生医学领域取得了重要突破。通过揭示器官再生能力丢失的关键因素，科学家们为未来解决中枢神经系统和内脏器官如心脏的功能再生提供了新的解决方案。这一研究成果不仅加深了对哺乳动物再生机制的理解，也为再生医学的发展开辟了新的道路。
