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科学家成功让成年青蛙再生肢体,这是人类“再生”迈出的重要一步

了解人类医学中的再生疗法如何受到成年青蛙能力的启发,从而彻底改变肢体和器官的再生。

作者:Roni Dengler
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科学家让非洲爪蛙(与图中这只相似)在实验室中重新长出肢体。图片来源:D. Kucharski K. Kucharska/shutterstock

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数百万人失去了肢体,永远无法恢复。但未来可能并非如此。科学家们首次证明,成年青蛙可以重新长出被截肢的腿。他们表示,这种方法也适用于人类。“没有理由认为人体不能再生,”领导这项新研究的塔夫茨大学生物学家迈克尔·莱文说。

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他补充说:“这是人类医学中再生疗法路线图的第一个原理验证,远不止肢体。如果我们了解如何诱导器官在原位再生,许多问题——从出生缺陷到创伤性损伤、衰老甚至癌症——都可以得到解决。”

肢体再生

最终,这就是莱文和他在马萨诸塞州梅德福的塔夫茨大学的研究团队想要弄清楚的问题:细胞如何合作构建一个复杂的三维器官,并在“完成时准确停止”。但首先,科学家们需要在不能再生的动物身上尝试重现器官生长。成年非洲爪蛙是一种常见的实验室动物,在科学界被称为Xenopus laevis,符合要求。这些两栖动物通常不具有再生能力,但具有一定的组织更新能力,就像人类一样。

莱文说:“我们希望证明成年Xenopus青蛙能够肢体再生,并找到一种触发因素使其发生。”

激素启动

该团队发现的触发因素是孕酮,这是一种与女性月经周期、怀孕和母乳喂养有关的性激素。科学家们使用可穿戴生物反应器装置将这种化合物施用于青蛙被截肢的后腿 24 小时。然后他们观察到肢体的再生。

没有接受孕酮治疗的青蛙在截肢部位形成了软骨尖刺,而佩戴激素输送生物反应器一天的青蛙则重新长出一个桨状附属物。莱文和他的团队在几周内观察到了青蛙之间的差异,并在今天发表在Cell Reports期刊上的文章中进行了披露。

大约六个月后,再生的肢体停止生长,但发育已经进展到在典型生长情况下会出现手指和脚趾的程度。再生的肢体骨骼体积和密度增加,排列良好的神经纤维束和主要血管也增加——所有这些都转化为重新长出肢体的青蛙,它们的活动和游泳水平与肢体完整的青蛙无法区分。

这项研究表明,刺激脊椎动物再生是可能的,并为哺乳动物乃至人类的类似研究铺平了道路。

莱文说:“我们或许能够诱导身体做它最擅长的事情,构建复杂的器官。潜在的范围是巨大的。”

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