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断肢再生不是梦?科学家研发新型可穿戴生物反应器 或将最终造福截肢者

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-11-07 15:57:35

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无论是墨西哥蝾螈能在几周内重新长出腿来,绿色的蜥蜴在需要的时候会长出新的尾巴,还是蝾螈有能力替换掉它们恰好失去的肢体,某些生物的再生能力对医学科学领域有很大的帮助。

塔夫茨大学(Tufts University)的一项新科学突破,如今已导致成年青蛙的部分肢体再生,而这些成年青蛙通常缺乏这种能力。这让人们希望这项研究最终能造福于截肢者。

科学家们选择了一种叫非洲爪蛙的动物来做他们的工作,作为一种方式来调查他们所看到的生物医学研究的未开发领域。

由于显而易见的原因,人类的肢体再生将是一个巨大的突破。长期以来,科学家们一直在探索动物的自然机制,比如上面提到的那些,以寻求最终能适应我们物种的技术。

非洲爪蛙实际上可以再生四肢,但只有在蝌蚪和幼蛙的幼年阶段,它们会在成年后完全丧失这种能力。

当一只成年爪蛙失去了一个肢体,它通常会长出一个充满软骨的尖尖的残肢。

这项研究是一种探索新肢体是如何在已经丧失或从未拥有再生能力的生物体中再生的方法。

这项技术的核心是在塔夫茨大学工程学院内部研发的一种新型可穿戴生物反应器。该装置被设计成附着在伤口上,使用一种丝蛋白水凝胶将小分子化合物运送到伤口部位。

未来的计划将着眼于额外的增强因素,但到目前为止,研究小组的实验涉及到类固醇激素黄体酮的释放。

“我们研究黄体酮是因为它显示出促进神经修复和再生的希望,”该研究的第一作者西莉亚·赫雷拉-林康(Celia Herrera-Rincon)说。

“它还调节免疫反应,促进愈合,并触发血管和骨骼的重新生长。”

黄体酮还可以调节细胞的生物电状态,这种状态是由通过细胞膜外的离子引起的,而细胞膜外的离子可以促进细胞的再生和机体模式的形成。

研究小组使用生物反应器在24小时内释放黄体酮,发现它引发了9个月的基因表达、神经支配和模式生长的变化。

这导致了产生了一个桨状结构,而不是典型的软骨刺。

这种对后肢的部分再生可以为进一步研究生物反应器装置如何在通常无法再生肢体的物种中触发再生能力提供基础。

“我们会使用生物反应器模型作为一种新的平台寻找主调节器的控制点,能由药物激活,能在一个非常简短的治疗后引发长程序的组织生长和重构,以及其他支持再生的整个过程的因素,” 论文通讯作者迈克尔·莱文(Michael Levin)说。

“事实上,该模型在局部应用治疗,也可以随着时间的推移和伤口位置的变化而变化,这使它成为发现再生疗法的有力工具。”

为了寻求这一突破,研究人员已经开始探索其在哺乳动物物种中的潜力,他们的最新研究发表在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上。

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