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再生医学奇迹新灵药让断腿蛙重新长出腿

发布时间:2023/7/12 23:21:20   

本文转自:科技日报

科技日报实习记者张佳欣

对于数百万因种种原因失去肢体的患者来说,通过自然再生恢复功能重获肢体的可能性仍遥不可及。四肢的再生仍然是火蜥蜴或是电影中超级英雄的“专属限定”。但据当地时间26日《科学进展》杂志上发表的一项研究,美国塔夫茨大学和哈佛大学威斯研究所的科学家们用一种混合药物成功让失去腿的青蛙重生新腿,让我们离再生医学的目标又近了一步。

研究人员在硅胶材质的可穿戴生物反应器罩顶上涂抹了一种“灵药”——含有五种药物混合物的丝蛋白凝胶,在短短24小时内,将药物密封在无法自然再生四肢的成年青蛙的残肢上,就能触发失去的腿的再生。这一短暂的治疗开启了青蛙长达18个月的再生长期,最终,它恢复了一条有功能的腿。

许多生物至少有部分肢体具有完全再生的能力,包括火蜥蜴、海星、螃蟹和蜥蜴,甚至是扁虫,它们可以在被切成碎片后,每一块都可以重建一个完整的有机体。人类的肝脏也有能力通过新组织的生长来愈合伤口,可以在损失50%后再生成完整的大小。

然而,当人类或哺乳动物失去一条大的、结构复杂的肢体,如手臂或腿之后,不能通过任何自然的再生过程重新恢复。事实上,这是由于身体更倾向于用无定形的疤痕组织包住严重的损伤,保护它不会进一步失血和感染,并防止进一步的生长。

此次使用的五种药物中,每种药物都有不同的用途,包括抑制炎症和胶原蛋白的产生(这会导致瘢痕形成),以及促进神经纤维、血管和肌肉的新生长。这种药物组合和生物反应器提供了一个局部的羊膜样环境和生长信号,使身体不受疤痕组织干扰,转而进行再生过程。

研究人员观察到,许多接受治疗的青蛙的组织急剧生长,重新长出了一条功能几乎完全正常的腿。新的四肢具有延伸的骨骼结构,其特征类似于自然肢体的骨骼结构,内部组织(包括神经元)的补充更加丰富,尽管没有底层骨骼的支持,但从肢体末端长出了几个“脚趾”。

再生的肢体会移动,并对硬纤维的触摸等刺激做出反应,青蛙能够利用它在水中游泳,就像正常的青蛙那样。

研究人员探索了短暂干预可能导致长期增长的机制。在治疗后的最初几天内,他们检测到了已知分子通路的激活,这些分子通路通常用于发育中的胚胎,可帮助身体成形。这些通路的激活可以让肢体自身处理生长和组织的负担,就像在胚胎中发生的那样,而不需要在生长肢体所需的数月时间内进行持续的治疗干预。

接下来,研究人员将测试这种疗法如何应用于哺乳动物。

编辑:张爽

审核:岳靓



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