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原標(biāo)題：再生干細(xì)胞培育為鹿茸工業(yè)開展供給新思路——“農(nóng)業(yè)生物技能新打破”系列報(bào)道之四。
日前，西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)、教授邱強(qiáng)及教授王文團(tuán)隊(duì)聯(lián)合長(zhǎng)春科技學(xué)院、西京醫(yī)院、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位構(gòu)建了鹿茸再生的細(xì)胞圖譜，判定出一類鹿茸再生干細(xì)胞，提醒了鹿茸再生的細(xì)胞學(xué)根底及分子調(diào)控機(jī)制。這為哺乳動(dòng)物器官再生供給了理論根底，為未來鹿茸工業(yè)的開展和再生醫(yī)學(xué)的研討拓荒了新途徑。相關(guān)研討成果宣布在世界期刊《科學(xué)》上，并入選我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院發(fā)布的《2024我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)重大進(jìn)展》。
習(xí)慣進(jìn)化的重要特征。
在大天然中，螃蟹、壁虎等動(dòng)物都有奇特的再生才能，揭秘動(dòng)物的奇特再生才能對(duì)探求生命科學(xué)具有重要意義。
鹿茸是哺乳動(dòng)物僅有能周期性再生的器官。鹿茸內(nèi)部為軟骨和骨質(zhì)結(jié)構(gòu)，外覆一層帶絨毛的皮膚，并布滿了血管和神經(jīng)。
那么，鹿茸究竟是怎么完成快速且完好再生呢？鹿茸的再生以年為周期：每年春天，徹底骨化了的鹿茸，即鹿角，從公鹿頭部被稱為角柄的永久性骨樁上掉落；鹿角掉落后，創(chuàng)傷處會(huì)敏捷集合免疫細(xì)胞進(jìn)行止血和凝血，干細(xì)胞會(huì)快速搬遷至創(chuàng)傷，構(gòu)成鹿茸芽基安排；芽基安排經(jīng)過頂端成長(zhǎng)的方法，帶動(dòng)鹿茸快速成長(zhǎng)，夏日每天能增加2—3厘米，長(zhǎng)度可到達(dá)1.2米；秋季，公鹿體內(nèi)雄激素水平的快速升高導(dǎo)致鹿茸呈現(xiàn)徹底骨化，變成鹿角；第二年春天徹底骨化的鹿茸再次從角柄上掉落，觸發(fā)新一輪的鹿茸再生。
“再生才能是一種重要的進(jìn)化習(xí)慣性特征。不同類群的動(dòng)物，具有類似的再生戰(zhàn)略，均遵從‘損害呼應(yīng)—再生芽基構(gòu)成—安排重建—功用康復(fù)’的中心進(jìn)程。經(jīng)過器官再生，有助于進(jìn)步動(dòng)物在天然環(huán)境中的競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)。”邱強(qiáng)介紹，公鹿鹿茸徹底骨化后構(gòu)成的鹿角更大、造型更雜亂，更有時(shí)機(jī)招引母鹿。此外，更大的鹿角可以更好地對(duì)立掠食者以及維護(hù)領(lǐng)地，進(jìn)步生存率。
解析鹿茸再生進(jìn)程。
鹿茸不只是一個(gè)可以在天然情況下周期性再生的器官，在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研討中也展現(xiàn)出其一起價(jià)值。
“鹿茸再生進(jìn)程包含皮膚、骨骼、血管和神經(jīng)等多種安排的協(xié)同修正，并觸及干細(xì)胞的搬遷和分解、免疫反響的調(diào)控以及快速的安排重建。這些特色使得鹿茸成為研討快速成長(zhǎng)、功用重塑以及器官再生機(jī)制的重要模型。”邱強(qiáng)說。
西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院博士生、論文榜首作者秦濤介紹：“曾經(jīng)咱們只知道鹿茸可以周期性再生，可是咱們不知道其再生的內(nèi)涵細(xì)胞和分子機(jī)制。這次研討中，咱們經(jīng)過‘器官—安排—細(xì)胞—分子’的視角，全方位探求了整個(gè)鹿茸的再生進(jìn)程。”。
研討團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)時(shí)間從事反芻動(dòng)物角的多樣性演化研討。在此次研討中，他們收集了鹿茸再生進(jìn)程中接連8個(gè)要害階段的樣品，并使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組技能，構(gòu)建了首個(gè)完好的鹿茸再生發(fā)育細(xì)胞圖譜。憑借生物信息學(xué)剖析，他們發(fā)現(xiàn)鹿茸再生進(jìn)程中存在一群發(fā)揮要害效果的鹿茸再生干細(xì)胞。這一干細(xì)胞群能表達(dá)多種再生基因。“安排學(xué)成果證明，這一干細(xì)胞群繼續(xù)存在于鹿茸的頂級(jí)，可以不斷向下分解，帶動(dòng)鹿茸快速成長(zhǎng)。”秦濤說。
邱強(qiáng)介紹，經(jīng)過細(xì)胞和分子功用驗(yàn)證，研討團(tuán)隊(duì)證明了鹿茸再生干細(xì)胞具有極強(qiáng)的再生和修正潛力，有更明顯的成軟骨和成骨才能。這一發(fā)現(xiàn)不只深化了人們對(duì)哺乳動(dòng)物再生機(jī)制的了解，也為多安排器官再生和生物醫(yī)學(xué)工程等范疇的研討供給了新思路，并能在必定程度上推進(jìn)干細(xì)胞醫(yī)治、生物資料和安排工程技能的開展。
工業(yè)實(shí)踐負(fù)重致遠(yuǎn)。
經(jīng)過深化解析鹿茸再生干細(xì)胞的分子機(jī)制，并結(jié)合基因修改和細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)技能，有望加速鹿茸的成長(zhǎng)速度，進(jìn)步鹿茸質(zhì)量。“這能促進(jìn)鹿茸提取物的功用性研討，為保健品、護(hù)膚品、藥品等高附加值產(chǎn)品的開發(fā)供給支撐，進(jìn)一步延伸和拓展鹿茸工業(yè)鏈，推進(jìn)鹿茸工業(yè)向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化方向開展，大幅提高工業(yè)附加值。”邱強(qiáng)說。
“咱們發(fā)現(xiàn)鹿茸成長(zhǎng)便是依靠鹿茸再生干細(xì)胞的增殖和分解，那為什么不能在體外進(jìn)行中心干細(xì)胞的規(guī)模化培育以促進(jìn)鹿茸工業(yè)的開展呢？”邱強(qiáng)表明，經(jīng)過現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)技能，以及工廠化、規(guī)模化的手法，能完成大規(guī)模的鹿茸再生干細(xì)胞培育和相關(guān)鹿茸產(chǎn)品的研制。這意味著，未來經(jīng)過“養(yǎng)細(xì)胞”的方法就有或許促進(jìn)傳統(tǒng)養(yǎng)鹿、鹿茸工業(yè)的進(jìn)一步晉級(jí)。
現(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)正致力于樹立鹿茸再生干細(xì)胞體外規(guī)模化培育系統(tǒng)。但是，要將鹿茸再生干細(xì)胞相關(guān)理論真實(shí)應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐，仍需破解多個(gè)要害難題。
在邱強(qiáng)看來，一方面，需求深化解析鹿茸再生干細(xì)胞的效果機(jī)制，并樹立從根底研討到技能轉(zhuǎn)化的有用途徑，保證新技能在飼養(yǎng)環(huán)境中的穩(wěn)定性和可重復(fù)性；另一方面，還需妥善解決道德法規(guī)、本錢效益平衡及環(huán)境生態(tài)影響等問題，以降低法令危險(xiǎn)，防止?jié)撛诘纳鷳B(tài)損壞，保證鹿茸工業(yè)的安全性與可繼續(xù)開展。
邱強(qiáng)表明，鹿科動(dòng)物作為大型哺乳動(dòng)物成長(zhǎng)和繁衍周期長(zhǎng)，研討本錢較高。此外，鹿茸再生觸及多種安排和器官的協(xié)同修正，使得全體提醒其細(xì)胞與分子協(xié)同機(jī)制愈加雜亂，相關(guān)研討根底薄弱，需求從頭樹立相應(yīng)技能系統(tǒng)。邱強(qiáng)呼吁，期望有更多科學(xué)家重視并投身于鹿茸再生研討，一起霸占這一范疇的要害科學(xué)問題，推進(jìn)對(duì)哺乳動(dòng)物再生機(jī)制的深化探求。
（本報(bào)記者 荊曉青 ）。
