《JID Innovations》：De Novo Regeneration of Rete Ridges during Cetacean skin wound healing
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紧肤哺乳动物的皮肤与下方组织紧密粘连，限制了独立运动。人类属于紧肤型，无法再生大型全层（full-thickness, FT）伤口，而是形成瘢痕并伴随功能丧失。力学环境显著影响愈合结局，因为组织张力和硬度增加会促进纤维性修复，包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩。因此，再
紧肤哺乳动物的皮肤与下方组织紧密粘连，限制了独立运动。人类属于紧肤型，无法再生大型全层（full-thickness, FT）伤口，而是形成瘢痕并伴随功能丧失。力学环境显著影响愈合结局，因为组织张力和硬度增加会促进纤维性修复，包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩。因此，再生医学研究依赖动物模型来探究瘢痕形成与再生之间的平衡。松肤哺乳动物（包括实验室小鼠）通过较低硬度的皮肤表现出更强的再生能力，并可调节至再生或纤维化轨迹。尽管已有进展，但紧肤哺乳动物在大型全层损伤后正常皮肤结构的重建尚未阐明。为探究紧肤哺乳动物能否以最小瘢痕实现再生，研究人员收集了弗雷泽海豚（Fraser's dolphin）身上由曲刃鲨（cookie-cutter shark, Isistius sp.）咬伤诱导的伤口。紧肤型弗雷泽海豚在大型全层损伤后，能够从头（de novo）再生复杂的网脊（rete ridges）结构、相关血管，且瘢痕极小。这些复杂的网脊含有与血管密切相关的分支。在愈合过程中，迁移中的上皮舌（epithelial tongue）表现出小的突起，并发育为成熟的网脊。再生按顺序进行：首先形成网脊，然后血管化，之后发生分支形态发生。与直觉相反，皮肤再生发生在水性、高剪切应力和高张力环境中。这些发现揭示了在力学受限条件下重建精细结构的独特哺乳动物能力。
论文解读：紧肤型哺乳动物皮肤伤口愈合中网脊再生的新范式
**研究背景与问题**
哺乳动物的皮肤根据其与下方组织的附着方式可分为紧肤型和松肤型。紧肤型哺乳动物（包括人类）的皮肤与深部组织紧密粘连，限制了皮肤的独立移动。在大型全层（large full-thickness, LFT）损伤后，紧肤型哺乳动物通常以瘢痕愈合，伴随正常皮肤结构如网脊（rete ridges）的永久丧失，导致功能受损。网脊是由上皮基底膜向真皮乳头层凹陷形成的表皮突起，被认为含有皮肤干细胞龛，对维持皮肤稳态和力学耐受具有重要作用。然而，迄今为止尚未有研究证明任何紧肤型哺乳动物在LFT损伤后能够再生网脊。相比之下，松肤型哺乳动物（如实验室小鼠）因皮肤低硬度而表现出较强的再生能力，能够再生毛发等外胚层器官，但松肤型动物天然缺乏网脊结构。因此，研究一个既具有紧肤特征又能再生网脊的物种，对于揭示机械力学如何调控再生与瘢痕之间的平衡、并促进人类皮肤再生治疗具有重要意义。鲸类作为紧肤型哺乳动物，长期适应水生高剪切力、高张力环境，却展现出惊人的伤口愈合能力，这为上述问题提供了独特的研究契机。
**研究内容与结论**
研究人员利用曲刃鲨（cookie-cutter shark, Isistius sp.）在弗雷泽海豚（Lagenodelphis hosei）皮肤上造成的天然LFT圆形伤口（直径约8 cm）作为自然愈合实验模型。通过对台湾沿海搁浅的4只弗雷泽海豚（样本编号TP20190115、TT20210324、PT20201109、IL20191105）的伤口组织进行系统分析，研究人员发现：紧肤型弗雷泽海豚在LFT损伤后能够以极少的瘢痕实现全层皮肤的结构再生，包括从头（de novo）重建具有复杂分支形态的网脊，并伴随血管系统的再生。再生过程遵循严格的时序：首先形成网脊主体，继而真皮乳头层血管化，最后才发生网脊的分支形态发生。值得注意的是，这种再生发生在一个水性、高剪切应力且高张力的环境中，与人类在类似力学条件下产生严重瘢痕的结局形成鲜明对比。这些发现首次证明，紧肤型哺乳动物在力学受限环境下仍具有重建复杂皮肤微观结构的卓越能力，为再生医学研究提供了全新的动物范式。
**主要技术方法**
研究人员收集了人类手术剩余皮肤样本（来源：国立成功大学医院，伦理审批号IRB # B-ER-108-002，所有患者均签署知情同意书）以及搁浅弗雷泽海豚的曲刃鲨咬伤伤口组织。利用石蜡切片进行苏木精-伊红（H&E）染色观察组织形态；采用免疫荧光染色检测细胞角蛋白（K14、K10、K5、K17）、增殖标志物（PCNA）、干细胞标志物（TRP63）、基底膜成分（整合素α6、胶原XVII）、平滑肌/血管标志物（αSMA、SM22）等蛋白表达；通过连续切片的块面图像序列重建网脊的三维走向；并利用ImageJ进行形态计量和血管数量统计。所有海豚样本均为搁浅后自然死亡或安乐死个体，未对活体或死亡动物人为制造伤口。
**研究结果**
1. **人类LFT伤口后网脊不能再生**：研究人员对正常人皮肤和愈合后瘢痕组织进行组织学和免疫组化分析。正常网脊呈三维互联网状结构，网脊底部存在碱性磷酸酶（ALP）阳性基底角质形成细胞；而愈合后的人类瘢痕组织完全缺乏网脊结构，且基底细胞分化异常、真皮胶原线性排列、ALP信号显著减少。该结果表明人类LFT伤口愈合后无法再生网脊。
2. **弗雷泽海豚大体伤口愈合特征**：曲刃鲨咬伤在弗雷泽海豚皮肤上形成约8 cm的圆形LFT伤口。研究人员观察发现，这类伤口愈合后无明显组织缺损和瘢痕，且愈合伤口呈双侧对称性，并存在内在张力。通过连续切片叠合追踪发现，愈合后的网脊排列较正常皮肤略紊乱，但总体上仍保持前后轴向的优选取向。
3. **网脊的从头再生**：根据愈合进程将伤口分为5个阶段（stage 1-5）。组织学显示，在stage 3的迁移上皮舌中，从基底层向上皮层延伸出细小的上皮条索，这些条索逐渐发育为成熟的网脊。定量测量显示，stage 1-2伤口边缘网脊变宽、变短且分支减少；stage 4愈合中心出现宽而分支稀少的再生网脊；至stage 5，再生网脊的长度、宽度及分支数目均恢复至与未受伤皮肤相当的水平。该结果证实现有网脊并非来自原有结构的保留，而是完全从头生成。
4. **血管在网脊再生之后重新形成并关联**：正常弗雷泽海豚皮肤中，网脊分支与真皮血管紧密相邻。免疫荧光显示，愈合过程中血管系统（以αSMA和SM22标记）的再生发生在网脊主体形成之后、网脊分支出现之前。最终，再生血管与网脊分支重新建立紧密的空间关联，支持代谢需求。此外，弗雷泽海豚表皮基底层表达细胞角蛋白5（K5），表上层表达细胞角蛋白17（K17）而非人类的K10，这种“预备状态”可能有助于愈合启动。
5. **LFT伤口沿前后轴定向愈合**：对16个愈合伤口形态分析显示，绝大多数愈合伤口呈椭圆状，长轴方向与身体前后轴垂直，且伤口收缩方向显著偏向背腹轴（垂直方向）而非前后轴。再生网脊的排列方向与伤口收缩产生的张力方向平行，提示定向力学可能引导了网脊的有序再生。
**讨论与结论**
讨论部分指出，弗雷泽海豚在紧肤、高张力、水性环境中实现LFT伤口再生，这与人类和传统小动物模型中“张力促进瘢痕”的范式相矛盾。再生网脊与血管系统的有序重建表明，存在一种尚未明确的机制能够协调上皮形态发生与间质血管重塑。该机制可能在进化上保留了与松肤型再生动物相似的分子通路，但通过独特的力学感知方式规避了瘢痕路径。研究人员强调，理解弗雷泽海豚如何在张力下再生而非瘢痕化，将为改进人类增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的治疗提供新的干预靶点。
研究结论：紧肤型哺乳动物弗雷泽海豚在大型全层皮肤损伤后，能够以极少的瘢痕从头再生包含复杂分支结构与关联血管的网脊体系。该再生过程发生于水性、高剪切力、高张力的环境中，且具有明确的时序性，即网脊形成先于血管化，血管化先于分支形态发生。这一发现挑战了紧肤型哺乳动物无法再生复杂皮肤结构的传统认知，并为再生医学在机械力学受限环境下组织重建策略的研发提供了关键的动物模型基础。
