Actively cycling cells in uninjured connective tissue are not a prerequisite for appendage regeneration
4種の脊椎動物を用いたパルス・チェイス戦略を用いることで、本研究は、未損傷の結合組織内にあらかじめ存在する能動的に循環している間質細胞が肢再生に必要であるという仮説を論破し、代わりに、再生能力は「プライミングされた」増殖細胞集団ではなく、デノボ（新規）の細胞周期再進入に依存していることを示している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは査読を受けていないプレプリントのAI生成解説です。医学的助言ではありません。この内容に基づいて健康上の判断をしないでください。 免責事項の全文を読む
生物学を、巨大で活気のある建設現場として想像してみてください。時として、建物が損傷し、建設現場は失われた翼の部分を再建する必要があります。一部の動物、例えば特定のトカゲやサンショウウオでは、これはまるで魔法のように起こります。彼らは骨や筋肉を備えた全く新しい尾や肢を、ゼロから成長させるのです。一方で、私たち人間やマウスのような他の動物では、同じような怪我をしても、通常は傷跡で補修されるだけです。科学者たちは何十年もの間、この「魔法」のような再生の秘密のレシピを解明しようと試みてきました。
ある有力な説は、その違いは現場にいる「作業員」の違いにあると示唆していました。体の一部を永遠に成長させることができる動物（魚やサンショウウオなど）は、健康な組織の中に、怪我が発生した瞬間に即座に動き出せるよう、常に準備を整えた「活動中の建設作業員」（絶えず分裂している細胞）の特別なチームを待機させているという考えです。対照的に、一定の大きさに達すると成長を止める動物（哺乳類など）は、これらの活動的な作業員を全員解雇してしまい、動こうとしない眠ったままの作業員だけを残していると考えられていました。もしこの理論が正しければ、超回復の秘訣は、それらの活動的な作業員を見つけ出し、準備させた状態にしておくことにあるはずです。しかし、建設現場は本当にそのように機能しているのでしょうか？
本論文は、まさにそのアイデアを検証するために、4つの非常に異なる動物、すなわち、耳を完璧に再生できることができるハリネズミマウス、傷跡を残す通常の実験用マウス、ゼブラフィッシュ、そしてアホロートル（サンショウウオの一種）に注目することで、その検証を行っています。研究者たちは、細胞を追跡するために巧妙な「タグ付け」のトリックを用いました。まず、怪我が発生する前に忙しく分裂している細胞に付着する化学的なタグ（EdU）を動物に投与しました。次に、小さな損傷（耳に穴を開ける、あるいは鰭を切断するなど）を与えました。数日後、怪我の後に分裂を開始した細胞を捉えるために、別の異なるタグ（BrdU）を投与しました。
結果は、ちょっとしたどんでん返りでした。チームは、「無限の成長」を持つ動物（ゼブラフィッシュとアホロートル）が、予測通り、健康な組織の中に確かに少数の活動的な作業員を周囲に待機させていることを発見しました。しかし、怪我が発生したとき、これらあらかじめ存在していた作業員たちが組織の構築を助けに現れることはありませんでした。代わりに、真のヒーローは、怪我によって目覚めるまで静かに眠っていた細胞たちでした。彼らは動き出し、分裂を開始し、失われた部位を再建するために重労働のすべてを担ったのです。
さらに驚くべきことに、耳を再生できることができるハリネズミマウスは、怪我の前には健康な組織内に活動的な作業員をほとんど持っていませんでした。それにもかかわらず、怪我をしたとき、その細胞たちは目覚め、サンショウウオと同じくらい見事に構築を開始したのです。このことは、あらかじめ備蓄された活動的な細胞のチームを持っていることが、再生の秘伝のソースではないことを示唆しています。研究チームはまた、怪我が体全体に「叫び」を送り、体の反対側にいる細胞を呼び起こすのか（全身的なアラームのようなものか）についても確認しました。その結果、多くの場合において、その叫びは届かず、傷から遠く離れた細胞は眠ったままの状態を維持していることが分かりました。
したがって、大きな教訓は、再生能力とは、舞台裏で待機している活動的な細胞の常備軍を持っていることではないということです。それは、そこに存在する細胞が、必要に応じてうまく目覚め、働き始め、そして「停止」のサインに突き当たることなく継続できるかどうかにかかっているのです。本論文は、あらかじめ存在する活動的な細胞が新しい組織の主な供給源であるという考えを否定し、代わりに、魔法は局所的な細胞が、必要に応じて再び建設サイクルに再参入する能力にあることを示しています。
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