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干细胞辅助壁虎再生“完美”尾巴

作者: 刘霞 文章来源:科技日报 发表时间:2021-11-03 点击量:

鳞趾壁虎的尾巴可以再生,但只是对原有尾部的不完美复制
图片来源:《科学新闻》网站相关报道

  再生身体部位绝非易事!尽管一些蜥蜴可以长回它们被切断的尾巴,但重新长出来的只是一条不完美的软骨管。据《自然·通讯》杂志最新报道,美国南加州大学科学家借助基因编辑干细胞,帮助鳞趾壁虎再生出了更完美的尾巴。这项研究是人类发展再生疗法的一大进步,有望帮助人类治疗难以愈合的伤口。

  研究人员调整了胚胎干细胞,将其植入鳞趾壁虎的尾巴残端,使其长出来的尾巴比以往更像原来的尾巴。新长出来的尾巴呈现出经典的“背腹模式”,即骨骼和神经组织在背侧,软骨组织在腹侧。

  该研究论文通讯作者、南加州大学干细胞生物学和再生医学助理教授托马斯·洛齐托解释说,壁虎自然再生出来的尾巴“只是一堆由脂肪、肌肉和皮肤组成的同心管”,这是因为成年壁虎的干细胞会产生一种分子信号,这种信号会促进新尾巴内软骨的形成,但不会促进骨骼或神经组织的形成。

  为解决这一问题,洛齐托及其同事利用了胚胎干细胞(与成人干细胞相比,胚胎干细胞可发育成更广泛的身体组织),并对其进行修改,使其忽略原来的信号,然后将修改过的胚胎干细胞植入切除尾巴的壁虎尾部残端。结果表明,从这些经过修饰的干细胞中生长出来的尾巴在软骨中有骨样的凹槽,并在尾巴顶部生成了新的神经组织。

  洛齐托说:“壁虎是蜥蜴目家族的成员之一。蜥蜴在地球已经生活了2.5亿多年,但直到现在它们也无法重新长出有“背腹模式”的尾巴。我们创造了第一条呈现“背腹模式”的再生蜥蜴尾巴。这是通过干细胞显著改善附肢再生的少数案例之一,是人类发展再生疗法的进步阶石,有朝一日可能会治疗难以愈合的伤口。”

  不过,研究人员也指出,这些经过改造的尾巴仍然缺少脊髓,与原生尾巴还有一定差距。

总编辑圈点:

  壁虎断尾求生,已经成为人们熟知的故事。在遇到危险时,他们会牺牲局部,保全整体。我们以为壁虎会再长出一条一模一样的尾巴,但事实是,它们只会长出看起来像尾巴的管状物。这条尾巴实际上是一条失去了大部分功能的“假尾巴”。科研人员则通过植入胚胎干细胞的方式,帮助壁虎拥有一条接近于原装版本的尾巴,实现了2.5亿年来断尾壁虎都没能自行完成的“进化”。当然,这一系列实验的目的,还是希望能帮助改进针对人类伤口的再生疗法。