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「脱发」补充维生素,真的管用?Science重磅:这种常见的维生素是器官再生、毛发生长、修复皮肤的关键!

转自:生物谷

近期,一项发表在Science上的研究[1]为这一谜题提供了突破性的线索:决定耳廓是否能够再生的关键,是体内维生素A代谢所产生的视黄酸信号。而只要唤醒这一被哺乳动物“遗忘”的信号或外源性补充视黄酸,小鼠也能再次长出完整的耳朵组织。看似消失的器官再生能力,或许并没有彻底丧失,而是仅仅被一个沉默的分子开关封存了起来。

WIFs登场:

伤后才来的“再生施工队”

研究人员先把目光放在“起跑线”上:5–10天这个关键窗口,无论是能再生的兔子、非洲棘鼠、山羊,还是再生乏力的小鼠、大鼠,伤口表面都能看到成胚组织(blastema)的雏形,细胞增殖同样火热。这一步说明,大家都能按下“开始键”,再生程序并非一开始就掉链子。

转录组数据进一步揭晓了其中的差异:小鼠、大鼠虽然也能上调Wnt5a、Fstl1、Tgfb3等经典再生基因,但要想真正“完工”,还得“点燃”一套只在完整再生中才会启动的再生相关基因(RAGs)。

换言之,小鼠的耳廓虽能启动修复流程,却始终等不到“重建蓝图”下达,“工程”被迫半路停摆。

据此可以推断,耳廓再生不成的问题并非“不会起步”,而是“走不到终点”——非再生型物种缺的,正是那套专为组织重塑而生的RAGs指令集。

也就是说,RAGs不是每个细胞都能表达,只有这群伤后新生的WIFs,才是真正执行再生任务的主力军。

不是基因“坏了”,

而是“开关”没了

接下来,研究团队想弄清,非再生型动物“卡”在再生流程的哪一环。于是,他们用AAV病毒载体在小鼠耳廓中进行基因过表达实验。结果筛出视黄酸合成途径的限速酶(Aldh1a2)。其一旦被稳定表达,几乎能让小鼠耳洞再生。

既然核心酶管用,那直接补视黄酸能否更简单?答案是肯定的:外源补充视黄酸让小鼠在30天内完整闭合耳洞,并且使伤口诱导WIFs重新走上“兔子式”重建路线——从局部软骨细胞出发,扩散并分化出血管、软骨等多种组织,实现真正的结构性再生,而不只是表层愈合。

事实上,小鼠并非缺少Aldh1a2基因本身,那为什么无法在损伤后把它激活?

这表明小鼠“发动机”虽在,“点火器”却失灵了。

看来,即便只恢复其中一个“点火器”,也足以提升RA合成、加速再生。

具体从机制上来看,在具备再生能力的物种中,耳廓损伤会快速激活Aldh1a2启动子‑增强子网络,高水平合成视黄酸,进而帮助WIFs完成组织重建;而小鼠、大鼠在进化过程中丢失了这些关键增强子的活性,视黄酸产量先天不足。低水平的视黄酸信号限制了伤口诱导的WIFs的形态发生潜能,导致再生失败。但通过激活Aldh1a2或外源性补充视黄酸,可以重新激活再生过程。

总的来说,这项研究揭示,Aldh1a2表达不足以及视黄酸合成途径的改变是非再生动物耳廓再生失败的直接原因。这一机制揭示了RA信号通路在哺乳动物再生中的关键作用,并为再生医学提供了潜在的治疗靶点。

还有利于长出头发和皮肤修复

维生素A这种“多面手”,除了在器官再生中大显身手,最近还被发现承担了另一项重任——为干细胞调度“身份切换”把关。此前,另一项发表于Science的研究[2]指出,维生素A通过调控干细胞的谱系可塑性,在伤口愈合与毛发生长之间维持一杆微妙的天平。

何谓“干细胞的谱系可塑性”?

简单来说,干细胞并非只能沿着既定轨道发育。某些条件触发时,它们会“改换门庭”,转投另一条分化路线。以再生能力惊人的蜥蜴为例,它们断尾后能补长出肌肉、骨骼乃至神经组织,这正是细胞“谱系可塑性”的体现。

毛囊干细胞也是如此。它们原本“专职”催生秀发,却在皮肤受损时摇身一变,化作表皮干细胞投入修复前线。这种身份转换就叫“谱系可塑性”。

也就是说,毛囊干细胞要进入“谱系可塑性”的状态,需暂时表达毛发和表皮两种干细胞的转录因子。

为了找到调控谱系可塑性的关键因素,研究团队以哺乳动物皮肤上皮为模型,大规模筛选小分子化合物时意外发现:视黄酸(维生素A的活性形式)正是让干细胞退出可塑性状态、在体外重新分化为头发或表皮细胞的“阀门”。

随后的一系列体内外实验进一步证明,唯有视黄酸水平保持在合理范围,毛囊干细胞才能兼顾创口修复与毛发生长。如果视黄酸的水平过高,干细胞无法进入谱系可塑性状态,因此无法修复伤口;但如果视黄酸的水平过低,干细胞则会重点发挥伤口修复的作用,而阻碍了毛发的再生。

于是,一座“皮肤vs.头发”跷跷板呼之欲出,维生素A正站在支点位置,稍一倾斜便两头失衡,发生皮肤和头发不可兼得的情况。

当然,视黄酸并非孤军奋战。它与BMP、WNT等信号分子联手,为毛囊构建所需的多条细胞谱系,进而精准调度干细胞要“长发”还是“补皮”。

总的来说,该研究首次阐明维生素A在调节干细胞谱系可塑性中的重要作用,为再生医学、伤口修复乃至肿瘤治疗打开新思路:精准掌控这杆“维生素A天平”,或许既能让皮肤迅速完好如初,也能让秀发重新茂密生长。

而人体不能直接合成维生素A,因此需要从新鲜的食物或补充剂摄取。对于普通人来说,想让维生素A真正“为我所用”,首要任务不是额外补多少,而是摄入要恰到好处——既不能缺乏,也不能过量。

那么,怎么吃才算“恰到好处”?根据我国膳食指南的推荐摄入量(RNI),成年男性每天需要800微克视黄醇活性当量(RAE),女性则为700微克。

进一步来看,维生素A的摄入来源主要包括两大类食物:一类是动物性来源,含有直接可用的活性维生素A(即视黄醇),如动物肝脏、蛋黄、奶制品等;另一类则是植物性来源,富含维生素A的前体——β-胡萝卜素,代表食物包括胡萝卜、红薯、菠菜、南瓜等,进入人体后需转化为视黄醇才能发挥作用。

以下将列出一些常见食物中维生素A或β-胡萝卜素的含量(以每100克可食部分计),帮助看到这里的大家更直观地理解“吃多少才够”。

仍需指出的是,这两项研究主要基于动物模型,在人类中的普适性仍需进一步验证。

参考资料:

[1]LinW,JiaX,ShiX,HeQ,ZhangP,ZhangX,ZhangL,WuM,RenT,LiuY,DengH,LiY,LiuS,HuangS,KangJ,LuoJ,DengZ,WangW.Reactivationofmammalianregenerationbyturningonanevolutionarilydisabledgeneticswitch.Science.2025Jun26;388(6754):eadp0176.doi:10.1126/science.adp0176.Epub2025Jun26.PMID:40570123.

[2]TierneyMT,PolakL,YangY,AbdusselamogluMD,BaekI,StewartKS,FuchsE.VitaminAresolveslineageplasticitytoorchestratestemcelllineagechoices.Science.2024Mar8;383(6687):eadi7342.doi:10.1126/science.adi7342.Epub2024Mar8.PMID:38452090;PMCID:PMC11177320.

撰文|木白