组织再生与修复

生物体如何重新生长或恢复丢失和受损的组织，在不同物种中不同程度地重用发育程序。

Definition

组织再生是指丢失或受损的细胞、组织或附属物的重新生长或功能性替代；修复是指损伤后组织完整性的更广泛恢复，这可能再生原始结构或形成替代物，如疤痕。

Scope

本主题涵盖再生的生物学：外形再生（如两栖动物肢体再生）与通过驻留干细胞进行组织维护的对比、胚基的形成和作用、发育信号的重新激活，以及再生能力在动物中差异如此之大的原因。伤口愈合等修复过程被视为相关的反应。

Core questions

• 生物体如何重新生长肢体或器官等丢失的结构？
• 什么是胚基，它如何重建缺失的部分？
• 为什么有些物种可以广泛再生，而另一些物种主要形成疤痕？
• 再生过程中发育程序是如何重新激活的？

Key concepts

• 外形再生
• 胚基
• 驻留干细胞的组织维护
• 发育信号的重新激活
• 再生能力的变异

Key theories

再生作为重新部署的发育

再生在很大程度上重用了胚胎发育的细胞程序——增殖、模式形成和分化——因此重建丢失的结构重现了其最初形成的方式。

Mechanisms

损伤后，再生可以通过不同的途径进行。在外形再生中，以两栖动物肢体再生为例，伤口处的细胞去分化或被动员形成胚基，这是一团增殖的祖细胞，它们重新建立位置信息并通过模式形成和分化重建缺失的结构。在周转率高的组织中，驻留干细胞持续替换丢失的细胞。再生重新激活发育信号通路以恢复模式和特性。物种的再生能力差异显著，从能够再生整个身体部位的高度再生动物到那些修复后通常形成疤痕组织而非原始结构的动物。

Clinical relevance

了解某些动物如何再生器官，激发了旨在改善人类修复的再生医学和组织工程，因为人类的大多数损伤通过瘢痕愈合。本条目旨在提供教育信息，不提供医疗或治疗指导。

History

自十八世纪观察到两栖动物肢体再生以来，再生一直吸引着生物学家；关于再生动物的经典实验有助于定义位置信息的概念，这些概念后来更广泛地影响了发育生物学。

Key figures

• Thomas Hunt Morgan
• Lazzaro Spallanzani

Seminal works

• gilbert2016
• wolpert2015

Frequently asked questions

什么是胚基？

它是在再生动物截肢部位形成的一团增殖的祖细胞，并重建缺失的结构。

为什么人类不能再生丢失的肢体？

人类组织重新激活完全再生所需的发育程序的能力有限，因此严重的损伤通常通过形成疤痕组织而不是再生原始结构来愈合。