健康
再生医学可能的突破

由于一种创新的治疗方法,美国一个研究小组成功地让被截肢的青蛙的腿再生。再生医学可能的突破。

来源:科学的进步

多亏了可穿戴设备的实验和一种特殊的药物鸡尾酒,功能性艺术在截肢的腿上得以再生。这是一项非凡的成就,在再生医学领域具有巨大的潜力;事实上,在未来,从这些结果开始,甚至有可能使事故或代谢疾病并发症(如糖尿病)的受害者的残肢再生。香蕉(Xenopus laevis)是一种广泛用于科学研究的非洲物种,当它失去一条腿时,它不会像其他两栖动物那样恢复过来,这并非巧合。一旦被切除,它就永远消失了,就像人类一样。然而,多亏了这种创新的治疗方法,科学家们能够重新生长这种纤维,青蛙得到了一个功能性的肢体,尽管在解剖学上还不完美。

这种潜在的革命性再生技术是由梅德福塔夫特大学生物学系的科学家领导的一个美国研究小组开发的,他们与生物医学工程系的艾伦发现中心的同事密切合作。他是哈佛大学(Harvard University)威斯生物启发工程研究所(Wyss Institute for biological Inspired Engineering)和其他研究中心的研究员。在麻省大学生物学教授米歇尔·利瓦伊(Michele Levi)教授的协调下,研究人员开发了他们自己的方法,他们的想法是从推动细胞在胚胎发育阶段的行为开始,而不是在一个伤口后的行为。简单地说,他们引导他们的肢体再生,而不是产生一个疤痕,其目的是防止进一步的损伤。利瓦伊教授在《the Conversation》杂志的一篇文章中解释说:“在非常早期的发育过程中,细胞最终会成为四肢和器官,并利用一系列化学、生物力学和电子信号将自己排列成精确的解剖结构。”

Credit: Science Advances

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为了创造一个合适的环境,利瓦伊教授和他的同事们开发了一种点式可穿戴生物反应器,该反应器由一种药物组成,可以“隔离”青蛙的截肢腿,促进再生过程,同时阻断可能导致疤痕的信号。为了辅助设备的工作,他们加入了五种与组织生长和动物发育有关的药物的混合物。该设备被用于24种矿石,一旦移除,科学家们研究了截肢地点的演变,时间为一年半。“在18个月的时间里,我们惊讶地发现,青蛙的腿能够再生,包括手指状的突出部分,神经、骨骼和血管显著再生。”它们的四肢对轻微的压力也有反应,这意味着它们恢复了触觉,并使蛙泳恢复到正常的游泳行为,”利瓦伊教授写道。“那些安装了这种装置但没有使用鸡尾酒药物的青蛙,肢体再生受到限制,功能恢复也不大。而没有使用该设备或鸡尾酒药物治疗的青蛙不能再生四肢,导致残肢麻木,功能受损。”这位科学家评论道。

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Credit: Science Advances

来源:科学的进步

然而,正如所表明的那样,青蛙的四肢并没有像天然的那样完美地再生(在某些情况下,骨头是碎片状的),所以科学家们认为,一些可能是缺失了分子信号。无论这一过程多么有效,都可以进一步改进和优化,或许可以通过对药物鸡尾酒进行精确干预。在未来,这种疗法可以让青蛙再生出完美的四肢,如果被认为是安全有效的,它也可以在人类身上进行测试。但这仍需要很长时间。利瓦伊教授总结道:“我们的治疗方法还远未准备好用于人类,我们只知道它只有在受伤后立即应用才有效。”这项名为“通过可穿戴生物反应器进行急性多药给药,促进成年非洲爪鲵长期肢体再生和功能恢复”的研究已发表在权威科学杂志《科学进展》上。

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