科学家破解机体再生密码

再生是人类永恒的梦想，但令人扫兴的是，现实中人类的再生能力非常弱。还能挽救一下吗？

日前，中国科学家在《细胞发现》上发表了一篇论文，指出一种常见的小分子化合物能显著促进哺乳动物的组织再生：加速伤口修复，促进毛发生长，增强老年个体的生理机能，甚至患有肝纤维化、心肌梗塞、关节炎的个体都可能从中获益。

更令人振奋的是，这是一种很安全的内源物质，在母乳中大量存在。

寻找“再生”的秘密法宝

“再生”这个词听起来很“科幻”，但其实人们的身体每时每刻都在“再生”：伤口修复、疾病自愈、长出新的头发和指甲……

但自然界不同个体的再生能力差异极大。比如，同样是摔伤，年轻人个把月就能康复，老年人却很难恢复如初。

跨物种比较就更气人了。蚯蚓被拦腰砍断能重生，蝾螈的肢体被切除后也能完整再现。而哺乳动物则大多没有能完全再生的器官，唯一的例外是鹿角——鹿角每年都会脱落，第二年再长出来。

有一群科学家对这种再生潜力的巨大差异非常感兴趣，希望“向低等动物学习，向年轻个体学习”，寻找促进再生的秘密钥匙。这个研究团队的成员来自中科院动物研究所、中科院北京基因组研究所（国家生物信息中心）、首都医科大学宣武医院、北京医院、北京大学第三医院等机构。

他们首先建立了一个多元集合，包括蝾螈断肢再生的芽基、鹿茸干细胞、年轻和年老食蟹猴的多种组织（脑、心脏、肝脏、肌肉、肾脏、脂肪、皮肤、血液）以及年轻和衰老的人类间充质干细胞。

根据这些材料，研究者绘制出一幅跨物种、跨年龄、跨组织的多种细胞类型的代谢图谱。

结果发现，那些再生能力强的生物样本中，富集了更多的多胺、嘧啶和脂肪酸代谢通路的代谢小分子。

这些通路提示一批代谢物可能促进组织再生。经过细致筛选，他们将目光锁定在一种叫做尿苷（Uridine）的小分子代谢物上。

唤醒生机的小分子

体外实验结果表明，尿苷能有效提升人类间充质干细胞的自我更新能力。

但真正的考验还是体内实验：在活生生的动物身上，尿苷还能发挥这种作用吗？

还真行。

研究人员制作了5种小鼠组织损伤模型，分别通过注射、涂抹、口服等合适的方式，让这些小鼠摄入尿苷。

在肌肉损伤模型中，尿苷有效提升了肌肉的再生修复能力、缓解了损伤引起的炎症反应，同时增强了小鼠的肢体抓力和全身运动能力。

在肝脏纤维化模型中，尿苷缓解了四氯化碳诱导的肝纤维化，有效改善了肝功能的多个生理指标。

在毛发再生模型中，尿苷处理可以刺激毛囊提前进入生长期，从而促进毛发的生长。

在心肌梗塞模型中，尿苷能有效缓解急性炎症、提升受损伤心脏的收缩能力。

在关节炎模型中，尿苷可以促进关节软骨再生、提升小鼠的关节运动能力。

接下来，研究人员又给老年小鼠喂食2个月的尿苷，从20月龄喂到22月龄，相当于人类的60岁到70岁。

结果发现，跟对照组相比，尿苷处理组的小鼠老当益壮，肢体抓力和运动能力也有了显著提升。

那么尿苷究竟是一种什么物质呢？

尿苷全称是尿嘧啶核苷。RNA有4类碱基：A、U、G、C。其中的U就指尿嘧啶。尿嘧啶加上一个核糖，就变成了尿苷，因此它其实是RNA组成成分的前体，普遍存在于各类生物体内。

此外，尿苷还是卵磷脂的前体，而卵磷脂是细胞膜的重要组成部分。在具有大量膜成分的细胞能量工厂——线粒体中，也富集了大量卵磷脂。

之前有研究显示，尿苷在母乳和婴儿的大脑中，含量很丰富。在常见食物中，尿苷含量较高的包括蘑菇、西蓝花、燕麦等蔬菜谷物，肝、胰等内脏以及鱼类等。

为进一步证明这种物质与衰老过程相关，研究者采集了年轻人和老年人的血液，发现老年群体血液中的尿苷含量的确显著下降。

为组织再生提供“砖瓦”

就像在废墟上重建大楼，再生是需要材料和能量的。科学家推测，尿苷作为合成细胞膜的重要成分，为组织再生提供了“砖瓦”；而尿苷还能增强线粒体活性，这又为“起重机”提供了动力。

值得一提的是，早在2016年，美国食品药品监督管理局（FDA）就批准用尿苷来缓解化疗患者的副反应。

“作为一种人体内源的代谢产物，尿苷的安全性应该比较理想。FDA批准产品上市也进一步证明了这一点。”论文第一作者、中科院动物研究所博士研究生刘尊鹏对《中国科学报》说。

但科学家们也一再强调，关于尿苷的具体适应症、有效性和安全性还需要进一步仔细的研究。

“这项研究的一个意义在于，证明机体再生并不是大家想象中遥不可及的科幻情节，它是可以被干预、被促进的，可能一个单一的内源小分子代谢物就能实现这种调控。”论文通讯作者之一、中科院动物研究所研究员刘光慧说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41421-021-00361-3（记者 李晨阳）