切断蝾螈的尾巴，在几周内，一个近乎完美的替代品会增长。但对蜥蜴和新尾巴做同样的事情虽然会重新生长，但它与原始的不一样。通过比较两只动物的尾部再生，匹兹堡大学医学院的研究人员发现，脊髓中的干细胞是最终的决定因素。
蝾螈尾巴完全再生，而蜥蜴尾巴不完全生长，鼠尾巴根本不会长回来。图片来源：Thomas P. Lozito
本周在美国国家科学院院刊上发表的这一发现回答了长期令人疑惑的问题：为什么蝾螈尾部再生是完美的，蜥蜴不完美的，作为比较，老鼠为啥不能再生它们的尾巴。
“传统的再生动物模型是蝾螈，”资深作者Thomas P. Lozito博士说，他是皮特细胞与分子工程中心整形外科和麦高恩再生医学研究所的助理教授。“蝾螈可以再生各种各样的组织 – 大脑，心脏，眼睛的一部分，四肢，尾巴 – 并且这些再生器官有完整的组成结构和组织，这些在哺乳动物中是找不到的，所以我们真的没有能够将我们在蝾螈身上发现的很多东西应用到人类身上。“
根据Lozito的说法，如果研究目标是将再生研究转化为像人类这样的非再生物种身上，蜥蜴是比蝾螈更适合。因为蜥蜴与哺乳动物最接近，具有相似的基因组和生物化学。但是蜥蜴根本无法再生失去的四肢，它们的再生尾巴也比原始的更简单。
“你可以很容易地分辨一只带有再生尾巴的蜥蜴，”洛齐托说。“它没有任何正确的。鳞片是不同的;颜色模式是不同的，然后当你看到尾巴内部，所有的组织是不同的。没有骨头;骨骼是完全软骨的，只是类似管状的。 “
Lozito说，了解蝾螈中完美再生与蜥蜴不完全再生的区别，为弥补与非再生物种的间隙奠定了基础。
Lozito的蜥蜴选择是哀悼壁虎，它具有几个有趣的特性，包括对移植的高度耐受性。
这个特征使他的团队能够从蝾螈身上取出神经干细胞 – 神经元和神经胶质的新生前体，它们周围的非神经元细胞 – 并将它们插入蜥蜴的再生尾巴。目标是了解蜥蜴尾部再生的原因：生化环境或蜥蜴的天然干细胞。
他们发现移植的蝾螈干细胞保留了分化成多种细胞类型的能力，包括神经元。相比之下，没有植入干细胞的蜥蜴神经干细胞可能只成为神经胶质细胞，不会处理指导运动和感觉的信息。
“这是一个不错的惊喜，”主要作者Aaron Sun博士说，他是皮特医师科学家的实习生，他在Lozito实验室完成了部分研究。“这表明再生过程可能仍然有点保守。”
但是，根据Sun的说法，也许最令人惊讶的观察结果是传统上描述的驱动蜥蜴再生的“神经干细胞”根本不是“真正的”神经干细胞。虽然他们检查了许多典型的案例，但它们没有一个明确的特征 – 能够分化多种细胞类型。
Lozito说，这就解释了为什么蜥蜴没有完美的尾部再生。神经干细胞不能产生重建原始脊髓不对称所需的不同细胞类型，这反过来又阻碍了骨性脊椎的发育。
“脊髓是尾部再生的主要调节因子，我们在蜥蜴和蝾螈尾巴之间看到的这些差异是由于干细胞质量的差异，”Lozito说。“这都是因为神经干细胞。”