Nature︱揭示肢体再生中位置记忆的分子密码

主要观点总结

本文研究了蝾螈肢体再生过程中的位置记忆机制，通过荧光报告基因、谱系追踪以及遗传或药理学干扰等方法，揭示了Hand2-Shh正反馈回路在维持后部身份中的关键作用，并展示了位置记忆在再生过程中的可塑性。研究提出了通过肢体再生来传播位置记忆的模型，为再生医学提供了新的视角。

关键观点总结

关键观点1: 蝾螈的肢体再生是一个理想模型系统，用于研究位置信息及其在再生中的作用。

蝾螈的肢体再生过程中，位置信息被功能性地编码在结缔组织细胞中，这些细胞沿着肢体的不同轴显示出差异化的基因表达和染色质修饰。

关键观点2: 前部-后部轴在肢体再生中起关键作用，通过Fgf8和Shh的相互作用诱导肢体的生长。

截肢后，前部芽基细胞分泌的Fgf8与后部芽基细胞分泌的Shh相互作用，通过一个进化上保守的正反馈回路诱导肢体的生长。操纵前部-后部的相互作用可以产生可预测的结果。

关键观点3: E.M. Tanaka团队的研究揭示了Hand2-Shh正反馈回路在维持后部身份中的关键作用，并展示了位置记忆在再生过程中的可塑性。

研究人员使用荧光报告基因、谱系追踪以及遗传或药理学干扰等方法研究了活体蝾螈，发现了Hand2-Shh正反馈回路负责后部身份的维持。通过遗传编辑和手术操作等手段，证明了Hand2基因在肢体再生中的重要作用，以及位置记忆的可塑性。

文章预览

撰文丨咸姐 在生物体的发育过程中，细胞会根据其在胚胎中的位置获得特定的 “ 位置信息 ” ，这种信息以基因表达和染色质的空间差异形式保留下来 【 1】 。这些位置信息不仅在胚胎发育中起着关键作用，而且在成年后的组织再生中也发挥着重要作用。蝾螈的肢体再生是一个研究位置信息及其在再生中作用的理想模型系统。在蝾螈的肢体中，位置信息被功能性地编码在结缔组织细胞中。这些细胞沿着肢体的近端 - 远端、背侧 - 腹侧和前部 - 后部轴显示出差异化的基因表达和染色质修饰。当肢体被截肢后，来自不同肢体区域的细胞会迁移并在截肢表面汇聚，形成再生芽基。这些细胞之间的相互作用对于再生生长是必需的。这种位置记忆使得细胞能够创造出无缝整合再生部分与剩余残肢组织的模式 【 2】 。 然而，位置记忆的分子基础以及位置记 ………………………………