新幼型与变态型墨西哥钝口螈肺部超微结构与组织化学研究及肺再生线索

为什么一种蝾螈的肺对我们很重要

墨西哥钝口螈是少见的蝾螈之一，能够再生丢失的肢体，其修复能力吸引了希望改善人类愈合过程的科学家。本研究提出了一个简单却意义深远的问题：当这些动物从水生生活转向陆地生活时，它们的肺发生了怎样的变化？这些变化又能揭示何种肺组织更能在受损后恢复？

两种生活阶段，两种肺的构型

钝口螈通常保持幼态，主要通过鳃呼吸，同时也使用肺。通过添加甲状腺激素，可以促使它们向更依赖空气呼吸的陆地适应型转变。研究人员比较了三只“水生”动物和三只激素处理后的“陆地准备”动物的肺。在显微镜下，两组肺都围绕一个中央气室并由多重褶皱分隔，这与哺乳动物那种树枝状气道不同。但在分隔气体与血液的微小壁的厚度和成分上存在明显差异。

从厚重僵硬的壁到灵活的气腔

在水生钝口螈中，围绕气腔的壁较厚，气腔本身狭窄，伴有大量胶原蛋白沉积——这是一种增加刚性的结构蛋白。变态后，这些壁变薄、气腔变宽，同时支撑组织中弹性纤维增多，弹性纤维能够拉伸并回弹。这种从富含胶原向更多弹性成分的转变，表明肺更适应在陆地上反复膨胀与收缩的呼吸需求。

特化的肺细胞重新分工

研究组还聚焦于衬里气腔的细胞。在哺乳动物中，这类细胞主要可分为两种类型，但在钝口螈中这些特征以更灵活的方式融合。借助强大的电子显微镜，作者发现一些细胞具有细小的表面突起、圆形细胞核，且核内或细胞内含有层板体——一种存储表面活性物质的囊包结构，表面活性物质能降低肺内表面张力。在水生个体中，甚至某些小气道的纤毛细胞也携带这些层板体。然而变态后，纤毛细胞不再含有层板体，邻近的肺表面细胞则显示出更成熟的表面活性物质结构以及更精细的气—血屏障，更类似于哺乳动物的肺组织。

可能助于修复的支持细胞

在气腔之间的间质组织中，科学家在两种生活阶段都鉴定出类脂纤维成纤维细胞样细胞（interstitial lipofibroblast‑like cells）。这些细胞储存脂滴并靠近产生表面活性物质的细胞。在其他动物中，类似细胞被认为可为表面活性物质提供原料，甚至在肺生长与修复过程中表现出类干细胞的作用。此类细胞在水生与陆地准备型个体中均保持存在，提示它们可能参与该动物惊人肺组织再生能力的机制。

组织成熟与重塑的信号

为了追踪肺表面细胞的成熟过程，研究组用细胞角蛋白7（cytokeratin 7）进行染色，这是一种在某些干细胞转变为成熟衬里细胞时会出现的结构蛋白标志。在水生肺中这一标志几乎不可见，而在陆地准备型肺中则以低水平出现，暗示变态推动这些细胞朝更专门化的状态发展。连同结缔组织的成分转变和表面活性物质产生细胞的重组，这一模式描绘出一种能在激素信号下重塑自身的肺。

对未来肺修复研究的意义

通过描绘钝口螈从水生向陆地转变时肺如何重塑，本研究勾勒出一种既可塑又能正常运作的肺构型。厚重、胶原含量高的壁被更薄、更有弹性的组织取代，细胞类型在处理表面活性物质上重新分工，而具有修复潜能的支持细胞仍然在位。尽管钝口螈的肺并不与人类肺完全相同，但理解它们如何保持高度可塑性与修复准备状态，可能为未来促进受损人类肺更好愈合的努力提供指导。

引用: Güneş, A., Gürgen, D.G., Kaplan, A.A. et al. Ultrastructural and histochemical insights into neotenic and metamorphic axolotl lungs with clues to pulmonary regeneration. Sci Rep 16, 15077 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45215-8

关键词: 墨西哥钝口螈, 肺再生, 变态, 表面活性物质, 弹性纤维