讓失去的肢體再生,目前仍是火蜥蜴或是電影中超級英雄的“專屬能力”。但據(jù)近期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的一項研究,美國科學(xué)家用一種混合藥物成功讓失去腿的青蛙重生新腿,讓人們離再生醫(yī)學(xué)的目標(biāo)又近了一步。
美國塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)威斯研究所科學(xué)家在硅膠材質(zhì)的可穿戴生物反應(yīng)器罩頂上涂抹了一種“靈藥”——含有5種藥物混合物的絲蛋白凝膠,然后密封在無法自然再生四肢的成年青蛙的殘肢上,在短短24小時內(nèi),藥物就能觸發(fā)腿的再生。這一短暫的治療開啟了青蛙長達(dá)18個月的再生長期,最終,它恢復(fù)了一條有功能的腿。
這種硅膠材質(zhì)的反應(yīng)罩名為BioDome,可以覆蓋在青蛙從膝蓋處截肢的傷口上。
青蛙斷肢再生對照實驗。
圖片來源:《科學(xué)新聞》網(wǎng)站(www.sciencenews.org)相關(guān)報道
????當(dāng)人類或哺乳動物失去一條大的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的肢體,如手臂或腿之后,不能通過任何自然的再生過程重新恢復(fù)。事實上,這是由于身體更傾向于用無定形的瘢痕組織包住嚴(yán)重的損傷,保護(hù)它不會進(jìn)一步失血和感染,并防止進(jìn)一步的生長。
此次使用的5種藥物中,每種藥物都有不同的用途,包括抑制炎癥,抑制膠原蛋白的產(chǎn)生(這會導(dǎo)致瘢痕形成)以及促進(jìn)神經(jīng)纖維、血管和肌肉的新生長。這種藥物組合和生物反應(yīng)器提供了一個局部的羊膜樣環(huán)境和生長信號,使身體不受瘢痕組織干擾,轉(zhuǎn)而進(jìn)行再生過程。
研究人員觀察到,許多接受治療的青蛙的組織急劇生長,重新長出了一條功能幾乎完全正常的腿。新的肢體具有延伸的骨骼結(jié)構(gòu),其特征類似于自然肢體的骨骼結(jié)構(gòu),內(nèi)部組織(包括神經(jīng)元)的補充更加豐富,盡管沒有底層骨骼的支持,但從肢體末端長出了幾個“腳趾”。再生的肢體會移動,并能對硬纖維觸摸等刺激作出反應(yīng),青蛙能夠利用它在水中游泳,就像正常的青蛙那樣。
研究人員探索了短暫干預(yù)可能導(dǎo)致長期增長的機制。在治療后的最初幾天內(nèi),他們檢測到了已知分子通路的激活,這些分子通路通常存在于發(fā)育中的胚胎,可幫助身體成形。這些通路的激活可讓肢體自身處理生長和組織的任務(wù),就像在胚胎中發(fā)生的那樣,而不需要在生長肢體所需的數(shù)月時間內(nèi)進(jìn)行持續(xù)的治療干預(yù)。