作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2022/2/7 10:24:52
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新“灵药”让青蛙断腿重生

 

科技日报讯 (实习记者张佳欣)让失去的肢体再生,目前仍是火蜥蜴或是电影中超级英雄的“专属能力”。但据近期《科学进展》杂志上发表的一项研究,美国科学家用一种混合药物成功让失去腿的青蛙重生新腿,让人们离再生医学的目标又近了一步。

美国塔夫茨大学和哈佛大学威斯研究所科学家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5种药物混合物的丝蛋白凝胶,然后密封在无法自然再生四肢的成年青蛙的残肢上,在短短24小时内,药物就能触发腿的再生。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。

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瘢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5种药物中,每种药物都有不同的用途,包括抑制炎症,抑制胶原蛋白的产生(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,使身体不受瘢痕组织干扰,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。新的肢体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,并能对硬纤维触摸等刺激作出反应,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,这些分子通路通常存在于发育中的胚胎,可帮助身体成形。这些通路的激活可让肢体自身处理生长和组织的任务,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。

 
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