[圖文]科學家研究「火蜥蜴」細胞尋找人體再生之道 | 陽光歷史

 

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[圖文]科學家研究「火蜥蜴」細胞尋找人體再生之道

2014年09月08日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 452 次


 


火蜥蜴



    據國外媒體報道,火蜥蜴是自然界最奇特的一種動物,它們不僅能再生被切除的四肢、受損的肺臟、重傷的脊椎神經,甚至可以再生部分受損的大腦。美國和德國科學家於7月1日公開了火蜥蜴是如何再生被切除的腿的研究發現。他們希望通過這項研究幫助研究人員把這種能力應用到人類身上。

    所有活生物都有肢體再生能力,但是火蜥蜴的再生能力最強。人類等哺乳動物的皮膚可以再生,或者折斷的骨骼可以重新結合在一起,但是火蜥蜴不僅可以再生被切掉的四肢,甚至受損的大腦也能再生。直到目前為止,不考慮兩棲動物的再生竅門的生物學家,一般認為它們利用被稱作胚基(blastema)的「多能」細胞再生,這種細胞在切除術中起著重要作用。

    多能細胞跟人類的胚胎干細胞一樣,都是一種多功能細胞,它們是由形成皮膚、骨骼、神經、肌肉等的特殊組織受到化學信號的刺激產生的。但是美國和德國科學家在發表在英國《自然》雜誌上的論文中表示,通過研究發現,更加普通的組織特異性細胞顯然才具有再生能力,對他們來說,這是個天大的好消息。這7名研究人員第一次拿墨西哥鈍口螈(Ambystoma mexicanum)做試驗,這種生物僅生存在墨西哥,經常被當做研究脊椎動物生長的對象,科學家經常對它們進行遺傳改良。

    他們把從螢光水母體內獲得的一種基因(經常在實驗室試驗中作為指示劑)植入這種生物體內,攜帶這種基因的細胞在紫外線照射下發出紫綠色螢光,研究人員通過這種現象,可以直接得知該細胞的起源和生長情況。研究人員利用蠑螈胚胎進行研究,把轉基因組織移植到特定位置,他們已經知道這個位置會形成身體的特定部位。然後觀察這些細胞隨著胚胎發育,會在哪裡生長以及會如何生長。

    接著他們用遺傳改良蠑螈進行試驗,把它們的四肢或者器官切除掉。並把這些組織嫁接到正常蠑螈身上,然後切掉一些,在胚基區再生時,觀察具有標誌性的「綠色」細胞會發生什麼變化。結果他們發現,事實上胚基區並非通過多能細胞進行再生,而是通過「記憶」它們的組織起源的細胞進行再生。換句話說就是,只有「老」肌肉細胞再生新肌肉細胞,只有「老」神經細胞產生新神經細胞,只有「老」皮膚細胞能產生新皮膚細胞,以此類推。

    那些萬能細胞顯示是生成皮膚和軟骨的細胞。在一些特定情況下,這兩種細胞可以交換角色。這項發現意義非常重大,因為火蜥蜴的神奇能力顯然來自特異性細胞,這個過程比以前認為的更加接近哺乳動物的再生過程。論文作者,佛羅里達大學生物學教授馬爾科姆·馬頓在一篇新聞稿中說:「我認為這比我們以前認為的更像哺乳動物。從這項研究來看,有一天可再生人類組織的希望更大。」

    然而,要把火蜥蜴的再生方法成功應用到那些失去手或腿的人身上,還需要很多工作要做。猶他大學的神經生物學家亞雷加德羅·桑德赫茲·亞爾維拉多在《自然》雜誌上發表的論文中,把這項成果稱作「我們對再生的瞭解上了一個新層面」。他說:「這項成果跟其他重要成果一樣,給我們留下下面的疑問:未來幾年研究人員是否能把所有精力都集中在這項研究上。」





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