撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

在我们身体的免疫系统中,胸腺扮演着至关重要的角色,它是 T 细胞发育的主要场所,确保这些免疫细胞能够识别并攻击外来病原体,同时避免误伤自身组织。

随着年龄增长,人类的胸腺会逐渐萎缩,这一过程被称为年龄相关性胸腺衰退。这会导致免疫系统功能下降,增加感染、癌症和自身免疫疾病的风险。更令人担忧的是,一旦胸腺因手术或疾病被完全移除,人类无法再生这一关键器官。

然而,自然界总存在例外。

2025 年 12 月 5 日,首都医学科学创新中心Maximina Hee Yun 教授团队在 Science 子刊Science Immunology上发表了题为:Molecular basis of de novo thymus regeneration in a vertebrate, the axolotl 的研究论文,该论文还被选为当期封面论文

该研究首次证实,脊椎动物能够在没有任何组织残留的条件下,实现复杂淋巴器官——胸腺的完全再生。这项研究不仅扩展了我们对再生生物学的理解,也为免疫再生疗法的发展提供了新方向。或许有一天,我们能够帮助人类实现胸腺功能的恢复,让衰老或受损的免疫系统重返青春。

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核心发现:蝾螈胸腺的完美重生

墨西哥钝口蝾螈

Ambystoma mexicanum
),因其具有“断肢再生”的能力而闻名。

在这项最新研究中,研究团队通过精细手术完全移除了其胸腺,结果发现,其能够从头再生一个完整的胸腺。

研究显示,胸腺移除手术后 7 天,胸腺样结构开始重新出现;35 天内,再生胸腺在形态、大小和细胞组成上几乎与正常胸腺无异。更重要的是,这种再生是“从无到有”的过程,而不依赖于残留的胸腺组织。

研究团队采用单细胞转录组测序技术,绘制了再生胸腺的细胞图谱,发现所有关键细胞类型均成功恢复,包括胸腺上皮细胞、T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、巨噬细胞等,表明了这种再生不仅是形态上的,更是功能上的完整复原。

功能恢复:再生的胸腺真的“工作”吗?

一个关键问题是:再生的胸腺是否能正常工作?为了回答这个问题,科学家们设计了巧妙的实验。

他们将再生胸腺移植到其他蝾螈体内,结果令人振奋:移植后仅 3 天,就能观察到来自再生胸腺的荧光标记细胞迁移到宿主血液、脾脏和四肢中。

更令人惊讶的是,一年后检查移植的胸腺发现,只有胸腺上皮细胞来自供体,而成熟的淋巴细胞全部来自宿主。这表明再生胸腺能够招募宿主的造血前体细胞,并支持其发育为功能性 T 细胞——这正是健康胸腺的核心功能!

分子机制:揭开再生之谜

胸腺再生背后的分子机制是什么?研究团队发现,这一过程涉及复杂的细胞信号交流。

通过单细胞数据分析,他们识别出两个关键信号通路——骨形态发生蛋白(BMP,已知会影响哺乳动物胸腺稳态)和一个此前鲜有研究的的“再生启动器”——中期因子(Midkine,MDK)

中期因子(Midkine,MDK)信号通路在再生早期发挥关键作用。MDK 在损伤后 1-3 天开始表达,正好在胸腺上皮细胞重新出现之前。当研究团队使用 MDK 抑制剂处理蝾螈时,胸腺再生显著受损。这表明 MDK 信号是启动再生过程的关键分子开关之一。

有趣的是,FOXN1(哺乳动物胸腺发育的关键转录因子)在蝾螈胸腺器官发生中同样重要,但它对于再生过程的启动并非必需。这提示蝾螈可能进化出了独特的再生机制,与发育过程有所不同。

科学意义:打开再生医学新大门

这项研究首次在脊椎动物中证实了淋巴器官具有完全再生能力,打破了科学界对脊椎动物器官再生极限的认知。

从进化角度看,蝾螈为我们提供了研究器官再生的独特模型。理解其分子机制,可能为开发促进人类胸腺再生的治疗策略提供线索。

在临床层面,这一发现对因重症肌无力、癌症或先天性心脏病手术而需要完全切除胸腺的患者具有重要意义。如果能够激活人类类似的再生通路,或许未来能够帮助这些患者恢复免疫功能。该研究还发现,MDK 信号通路在小鼠和人类胸腺发育的特定阶段同样活跃,这增加了将其应用于人类医学的可能性。

论文链接

https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adw9903