研究顯示 ERK 活性是疤痕形成和組織再生之間的分子開關

為什麼有些動物受傷後可以再生失去的組織，有些則不能？ 來自 Kerstin Bartscherer（奧斯納布呂克大學，前 Hubrecht 研究所）和 Ashley Seifert（肯塔基大學）實驗室的研究人員對具有顯著再生能力的多刺小鼠進行了研究，以回答這個問題。 他們比較並調節了這些小鼠和普通實驗室小鼠的損傷反應，這些小鼠在受傷時會出現疤痕。 這表明 ERK 信號傳導是疤痕形成和再生之間至關重要的分子開關。

這項研究的結果已於4月26日發表在該雜誌上科學進步並暗示 ERK 訊號傳導的調節有可能用於刺激臨床環境中的再生。

據估計，大約 50% 的人死於與疤痕相關的疾病。 疤痕是人體流失和受損部位再生能力有限的結果。 永久性疤痕會阻礙我們器官的正常功能，因此可能導致器官衰竭。 引人注目的是，有些動物並沒有表現出廣泛的疤痕，並且能夠在手術後再生體內的大部分器官。。 從這些動物身上學到的經驗教訓有望刺激人類的再生。

研究人員研究了其中一種動物：刺鼠。 多刺小鼠與一般實驗室小鼠關係密切。 儘管存在這種密切的關係，但多刺小鼠具有普通實驗室小鼠所缺乏的複雜組織再生能力。 「為了研究這一點，我們透過小耳擊在兩種小鼠中引發損傷反應。雖然多刺小鼠在一個月內修復了耳朵上的孔，但實驗室小鼠耳朵上的孔無法癒合，」安東尼奧·托馬索解釋道，該研究的第一作者。 研究人員隨後比較了不同個體的損傷反應找出可以解釋物種間再生差異的新因素。

透過這樣做，作者確定了信號蛋白 ERK 是小鼠物種受傷後受到不同調節的因素之一。 Tomasso 解釋說：“雖然 ERK 最初在兩個物種的傷口中都被激活，但這種活性在普通實驗室小鼠中迅速消失。而多刺小鼠則將 ERK 激活維持更長時間。”

ERK 訊號傳導以其在以下過程中的重要作用而聞名：和生存。 現在，作者發現 ERK 的晚期活化對於多刺小鼠耳朵的再生成功也至關重要，因為 ERK 抑制阻止了組織的成功再生。

研究人員隨後調查了是否在非再生實驗室中刺激晚期 ERK 活性耳朵足以改善再生。 為此，他們植入了放入浸有 ERK 蛋白活化劑的耳朵中。 珠子局部釋放這些因子，進而活化受損組織中的 ERK 訊息傳遞路徑。

托馬索說：“我們看到，珠子的植入導致了受控的組織生長、細胞週期激活和毛囊的形成：所有這些都是真正的再生反應的標誌。” 由此，研究人員得出結論，調節 ERK 活性可用於刺激不會自然發生這種情況的組織的再生。

研究結果清楚地表明，像實驗室小鼠這樣的再生能力較差的動物並沒有完全喪失再生失去的組織的能力。 相反，它表明 ERK 等因子的活化可能有可能在疤痕形成的情況下刺激再生。 引人注目的是，研究人員觀察到，在多刺背部皮膚和心臟損傷的情況下，ERK 活化也維持在後期時間點。。

「我們還沒有詳細研究 ERK 活化對其他器官再生的影響。儘管如此，其他器官中的活化模式高度相似這一事實表明，延長的 ERK 訊號傳導可能是再生組織的普遍特徵，」他說。長Kerstin Bartscherer。 她總結道：“因此，調節 ERK 活化也有可能預防或逆轉其他物種的疤痕形成。需要更多的研究來證實這一點。”