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鹿茸再生干细胞的发现与哺乳动物断肢再生模型的建立

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  • 主要完成单位:中国农业科学院特产研究所,北华大学
  • 主要完成人员:李春义,孙红梅,褚文辉,赵海平,王大涛,王文英,郭倩倩,刘振,高志光,魏海军
  • 起  止  时  间 :2006年01月—2016年12月
  • 获  奖  情  况 :2017年吉林省自然科学一等奖
  • 内  容  提  要 :
  

  该成果在国家自然科学基金、973重大基础研究前期专项和吉林省自然科学基金等项目支持下,经过十年系统、深入的研究,完成了哺乳动物器官——鹿茸再生机理的揭示,为再生医学领域提供了优秀的研究模型。

  鹿茸是唯一在失去后还能完全再生的哺乳动物器官,为我们提供了了解自然界如何解决哺乳动物器官完全再生的机会。该研究围绕“阐明鹿茸再生的机制,建立哺乳动物断肢再生模型”的研究目标。发现并精确定位了鹿茸再生的功能细胞团,即角柄(鹿头部的骨桩,鹿茸再生的组织基础)骨膜细胞团。对角柄骨膜细胞定性研究发现,它们是介于成体干细胞和胚胎干细胞之间的一种特殊干细胞类型,并将其定义为鹿茸再生干细胞;同时发现并定位了鹿茸再生干细胞的微环境,即角柄皮肤的内皮层。确定了构成鹿茸干细胞微环境的关键细胞类型—真皮毛乳头细胞和表皮细胞。进而建立了鹿茸再生干细胞与其微环境细胞的离体共培养体系,为分离和鉴别刺激鹿茸再生的相关分子奠定了基础;首次提出了不同于现行的低等动物肢体再生的"胚芽依赖性"的干细胞依赖性"哺乳动物断肢再生假说。"干细胞依赖性"假说将整个再生过程定位到一种细胞,即断端的骨膜细胞(干细胞)。从而,解释了小鼠断肢只能完成伤口愈合,不能实现再生的主要原因是其长骨骨膜细胞不具有强大的增殖、分化能力。据此提出如果能够利用现代技术赋予长骨骨膜细胞巨大的分裂潜力,很有可能会实现哺乳动物(包括人)断肢的再生;并利用鹿茸干细胞治疗了大鼠及宠物狗的皮肤损伤,获得了预期的治疗效果。

  本研究揭示了复杂哺乳动物器官鹿茸的再生机制,并由此提出了新的哺乳动物断肢再生假说。为诱导哺乳动物(包括人)断肢再生提出了新的思路,对最终实现哺乳动物乃至人类器官再生具有重要的借鉴意义。研究成果达到国际先进水平。该研究成果发表于“Int J Biochem Cell Biol”等国际知名刊物。

  

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