Regenerace tkání a končetin: Pohled na salamandry a savce
Jedním z hlavních cílů v oblasti srovnávací biologie je dosáhnout dostatečného pochopení pozoruhodné regenerační schopnosti, kterou vykazují druhy jako salamandři a zebřičky. Cílem je umožnit podobné kompletní regenerace po těžkých zraněních i u savců. Pokrok je zatím pomalý, jelikož se jedná o náročný problém. I když řada důkazů naznačuje, že savci stále disponují molekulárním aparátem nezbytným pro regeneraci orgánů, jako je například výjimečná regenerační kapacita myší MRL, zůstává nejasné, proč je tento aparát téměř za všech okolností neaktivní.
Mechanismus regenerace u salamandrů
Regenerace tkání vyžaduje komplexní buněčnou choreografii, která vede k obnově chybějících struktur. Regenerace končetin u salamandrů není výjimkou. Mezenchymální buňky, včetně dermálních fibroblastů a periskeletálních buněk, se dediferencují do stavu podobnějšího embryonálnímu a migrují ke špičce amputované končetiny, aby vytvořily blastém. Mezenchymální buňky v blastému obsahují poziční informace, které koordinují opětovné ustavení proximodistálního (PD) vzoru v regenerující končetině, což umožňuje buňkám blastému tvořícím autopody odlišit se od buněk blastému tvořících stylopody.
Bylo navrženo, že podél osy PD existují spojité hodnoty pozičních informací a že prahy těchto hodnot specifikují segmenty končetin. Tyto segmenty jsou geneticky stanoveny kombinacemi homeoboxových genů, včetně genů Hox a Meis, a každý segment končetiny obsahuje jedinečný epigenetický profil kolem těchto homeoboxových genů. Nicméně, chybí mechanické vysvětlení, jak jsou spojité hodnoty pozičních informací stanoveny a jak jsou diferencovaně interpretovány segmenty končetin během regenerace končetin.
Klíčová role kyseliny retinové (RA) a CYP26B1
Nedávný výzkum ukázal, že rozklad kyseliny retinové (RA) prostřednictvím CYP26B1 je zásadní pro určení úrovní signalizace RA v blastémech. Inhibice CYP26B1 molekulárně přeprogramuje distální blastémy do proximálnější identity, čímž napodobuje účinky podávání nadbytku RA. Vědci identifikovali Shox jako gen reagující na RA, který je diferencovaně exprimován mezi proximálně a distálně amputovanými končetinami. Ablace Shoxu vede ke zkráceným končetinám s proximálními kosterními prvky, které nezahájí endochondrální osifikaci. Tyto výsledky naznačují, že proximodistální poziční identita je určena degradací RA a geny reagujícími na RA, které regulují tvorbu proximodistálních kosterních prvků během regenerace končetin.
Tyto poznatky jsou významným krokem k pochopení komplexních mechanismů regenerace a snad i k budoucímu uplatnění těchto principů v regenerativní medicíně u savců, včetně lidí.
Odkaz na studii: https://doi.org/10.1038/s41467-025-59497-5