室管胶质细胞对应术蝾螈皮层再生至关重要

某些动物如何重建它们的大脑和脊髓

大多数人都知道骨折可以愈合，但很少有人意识到有些动物能够重建更复杂的身体部位，包括大脑和脊髓的部分。本研究聚焦于术蝾螈——以再生肢体著称的蝾螈——并提出一个引人注目的问题：究竟是哪类细胞使其能够修复中枢神经系统？我们能否将这些知识变成研究再生机制的精确工具？

拒绝留下瘢痕的蝾螈

术蝾螈可以再生失去的肢体、尾巴，甚至大块的大脑和脊髓组织。它们的组织不会形成永久性瘢痕，而是重新组织并重建。然而，再生并非魔法：它依赖于特定细胞承担特定职责。在大脑和脊髓中，一个关键角色是一类称为室管胶质细胞的支持细胞。这些细胞排列在充满液体的腔室表面，通常帮助维持神经系统。研究者怀疑它们也可能充当干细胞，在受伤后产生新的神经元。但直到现在，还没有一种精确的方法可以在活体术蝾螈中仅去除这类细胞，从而检验它们究竟有多关键。

用于移除特定细胞的基因开关

研究小组将一种巧妙的细菌机制应用于术蝾螈。他们设计出动物，使得某些细胞类型表达一种名为硝基还原酶的酶。这种酶本身无害，但当术蝾螈被置于相应的“前药”化合物中时，酶会在标记细胞内将该化合物转化为毒物——仅杀死被标记的细胞，而不伤及邻近细胞。通过将该酶与仅在特定细胞中开启的遗传开关连接，科学家可以按需选择性地消除这些细胞。他们构建了若干术蝾螈谱系：有的谱系中室管胶质细胞呈红色荧光并携带该酶，另一些谱系则使特定皮层神经元表达该功能。

证明哪些细胞真正重建了神经系统

在该系统建立后，研究者提出了一个问题：如果在受伤前去除室管胶质细胞会怎样？使用改良的药物，他们能够在脊髓和端脑（大脑前部）中几乎消除这些细胞，而不伤害周围的支持细胞或肌肉干细胞。随后对脊髓或大脑造成损伤时，再生直接失败。脊髓无法向尾部再生，脑损伤处被类似瘢痕的组织填充而非新神经元，伤口处常见的细胞增殖也几乎完全消失。在移植形成的“嵌合体”动物中，仅在供体组织携带敏感细胞的区域删除室管胶质细胞就足以阻断局部修复。这些实验表明，这些细胞不仅是有用的助力——它们是术蝾螈中枢神经系统受伤后生成新神经细胞的主要，甚至可能是唯一的来源。

擦除并重建皮层

科学家接着研究大规模神经元丢失的情况，类似于神经退行性疾病中发生的损害。最初用原始酶去除皮层神经元的尝试效率不高，于是他们采用了更强效的变体，称为 NTR2.0。在仅在某些皮层神经元中表达这种更强酶的动物中，短期处理消除了超过95%的这些神经元。大脑外层显著变薄，动物一度出现吞咽困难。令人惊讶的是，在随后的数周到数月内，同一区域出现了新的神经元，这些新生神经元来源于幸存的室管胶质细胞。通过标记不同时期出生的细胞，研究者显示这些新神经元以有序的“外向内”模式安置，吻合术蝾螈皮层在发育时的构建方式。许多不同的神经元亚型得以恢复，随着组织重建，行为功能也随之恢复。

为未来再生研究提供多用途工具箱

为使其方法更具通用性，团队还创建了一个灵活的转基因谱系，其中有毒酶仅在表达独立“Cre”基因的细胞中被开启。由于已有许多术蝾螈谱系在不同组织中激活了 Cre，通过将它们与这一新谱系交配，研究者可以通过简单的药物处理删除几乎任何所选的细胞类型。简而言之，这项研究既证明了单一支持细胞群体是术蝾螈重建其大脑和脊髓能力的基础，又提供了一个精确的开关用于移除特定细胞。这一组合将帮助科学家解开复杂组织再生的机制，并最终可能为诱导人类更有限的组织自我修复提供思路。

引用: Fu, S., Zeng, YY., Peng, C. et al. Ependymoglial cells are critical for cortex regeneration in axolotls. Nat Commun 17, 1827 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68538-6

关键词: 术蝾螈 再生, 大脑 修复, 脊髓 修复, 类干细胞 胶质细胞, 靶向 细胞消融