一些动物能够在失去身体部位后实现再生，其中蝾螈和青蛙蝌蚪可在截肢后重建整个肢体，而哺乳动物通常无法做到。由洛桑联邦理工学院（EPFL）Can Aztekin领导、目前任职于马克斯·普朗克学会弗里德里希·迈舍实验室的研究团队在《Science》发表论文称，细胞对氧气的感知方式可能是影响肢体再生能否启动的关键因素。

研究人员指出，肢体再生通常从伤口愈合阶段开始：截肢后，受伤部位细胞需要迅速封闭伤口，并转变为具备再生能力的细胞状态。在两栖动物中，这一过程能够顺利推进；而在哺乳动物中，早期阶段往往出现停滞，伤口闭合较慢且疤痕形成占主导，从而抑制后续再生。

团队将差异部分归因于环境条件。两栖动物幼体多生活在水中，水体含氧量低于空气；同时，许多具备再生能力的物种也处于水生环境。相比之下，哺乳动物组织受伤后通常暴露在较高氧气水平下。研究试图厘清：氧气差异是否直接影响再生，还是仅与生活方式相关。

为进行可比实验，研究人员截取青蛙蝌蚪与小鼠胚胎发育中的肢体组织，在体外设置受控氧气条件培养，将氧气水平调低以模拟水生环境，或调高至接近空气水平。团队随后从伤口闭合速度、细胞运动、基因活性、新陈代谢以及表观遗传状态（包括DNA包装变化）等方面追踪细胞反应。

研究重点关注HIF1A蛋白。论文称，HIF1A可作为细胞的氧气感受器：在低氧条件下，HIF1A更稳定，并可激活与伤口愈合及再生相关的程序。

实验结果显示，降低氧气水平会显著改变小鼠胚胎肢体组织的反应。在低氧条件下，小鼠细胞更快完成伤口闭合，并出现进入再生程序的迹象。研究还发现，即便在较高氧气水平下，通过稳定HIF1A也能产生类似效果。

除伤口闭合外，低氧还伴随细胞行为与分子层面的变化：皮肤细胞迁移性增强、机械特性发生改变；代谢路径向糖酵解转变；同时，DNA相关蛋白的化学标记出现变化，整体更有利于激活与再生相关的基因。

与小鼠不同，青蛙蝌蚪肢体在较宽的氧气范围内均可高效再生，甚至在远高于空气正常水平的氧气条件下仍能维持再生能力。分子分析显示，即使氧气增加，蝌蚪细胞仍保持相对稳定的HIF1A活性，研究将其与抑制该通路的基因表达较低相关联。

研究团队进一步对比青蛙、墨西哥钝口螈、小鼠与人类的数据集，报告称具备再生能力的两栖动物呈现较低的氧气感知能力，从而有利于再生程序的启动与维持；而哺乳动物细胞对氧气反应更强，伤后不久便倾向于关闭再生程序。

研究人员表示，结果提示哺乳动物肢体在早期阶段可能仍保留一定的再生潜能，其能否被激活与细胞对氧气等环境信号的响应有关。论文同时强调，本研究展示的是哺乳动物再生机制的激活迹象，而非实现完整肢体的再生。

Aztekin在论文相关表述中称，通过对可再生与不可再生物种进行直接比较，研究为长期问题提供了新的视角，并提出再生程序可在哺乳动物组织中被触发的证据与后续可检验方向。