人人彩票

当前位置:人人彩票 > 新闻动态 > >> 浏览文章

未来人类能再生四肢?科学家告诉你这绝非痴人说梦

在自然界中有许多肢体再生的例子。墨西哥蝾螈能在几周内重新长出四肢,壁虎蜥蜴则能在危机关头自断尾巴后重新长出新尾巴。

在野生环境中,某些生物的再生能力比生物医学科学领域的领先水平可以用光年计数。

相比之下,人类的再生能力非常有限,人们所能期望的最好结果就是失去的指尖能够自然地再生,这种情况在你还很小的时候可能会发生,但在成年后这几乎是不可能的。肝器官确实会再生,但方式有限。

然而,由于马萨诸塞州塔夫茨大学(Tufts University)科学家对人类肢体再生的突破性研究,截肢患者治疗的预后可能会发生根本性的改变。

一组工程师和科学家发现了肢体再生科学的新技术,他们已经能够部分地再生青蛙的后肢。

这项研究由塔夫茨大学艾伦研发中心的Michael Levin领导,它增加了这样一个惊人的成就:有朝一日这样的再生技术可能应用于截肢者的激进前景。

这组科学家希望个体失去的胳膊或腿将来都能重新长出来。Michael Levin博士是这项研究的先驱,根据《大众科学》(Popular Science) 2016年发表的一篇文章,他认为肢体再生有可能在我们有生之年实现。

生物电是启动再生的主要因素之一

再生医学的大部分研究主要集中在基因组和干细胞研究上。并非所有的科学家都相信 Levin博士的分析,即生物电是启动再生的一个主要因素,但现在越来越多的科学家开始关注生物电。

生物电是指生物的器官、组织和细胞在生命活动过程中发生的电位和极性变化。它是生命活动过程中的一类物理、物理一化学变化,是正常生理活动的表现,也是生物活组织的一个基本特征。

值得注意的是, Levin是主张Robert O. Becker博士的研究对理解肢体再生起着重要作用的科学家之一。

Becker博士在他的著作《电体:电磁学与生命基础》(The Electric Body: electromagnetic and The Foundations of Life)中发表了他的发现。Levin博士在Becker早期的研究中进行了大量的研究。查找他书中引用的所有论文。

非洲爪蛙再生能力

科学家们使用了一种叫做非洲爪蛙的蛙类,取得了新的成功。

这被用作未知调查的路线图,以及尚未充分探索的生物医学研究领域。

弄清楚如何在人类身上重新长出失去的肢体显然是革命性的,一段时间以来,研究人员已经观察到了自然界中发生的潜在机制,就像本文开头提到的那些生物一样。

这个想法是寻找最终可以应用在人类身上的方法。

非洲爪蛙的再生能力并非完全受限。在幼蛙和蝌蚪的阶段,它可以重新长出腿来。然而,在它的成年阶段,它失去了这种能力。

这项工作的目的是研究如何在从未拥有再生能力或失去再生能力的生命形式中再生新肢体的可行性。

可穿戴生物反应器

这项研究的核心是如何利用一种叫做黄体酮生物反应器的设备来再生失去的肢体

该生物反应器是利用硅基3D打印机技术开发的。该设备装满了粘性聚合物凝胶,其中含有孕酮,类固醇激素。它是一种有助于血管、骨组织和神经愈合的物质。

黄体酮还可以帮助调节细胞的生物电状态,因为这些细胞外膜之间的离子传递,被认为可以启动再生。

这种生物反应器被设计成戴在受伤部位,利用一种基于水凝胶丝的蛋白质,在青蛙腿被切除的地方运送小分子化合物。

再生的过程如何进行?

在24小时的时间里,科学家们使用生物反应器将黄体酮激素释放到被切除的部位,然后再将设备取出。随后对这些青蛙进行了9到10个月的观察,并与没有接受生物反应器处理的同种青蛙进行了比较。

结果表明,该生物反应器对安装了该装置并进行了处理的蛙类的断肢再生具有一定的诱导作用。被触发的再生最终形成了一个部分成形的肢体,它有一个看起来像桨的结构,包含了更多成形良好的静脉、骨组织和神经。

如果没有医疗的干预,这将是不可能发生的,而没有佩戴该装置或进行再生治疗的青蛙组的四肢截断处只会出现通常出现的树桩尖。

这是一个重大突破,因为再生的肢体更接近完全成形的肢体。同样,这些青蛙在水中游泳的表现也能像没有截肢的青蛙一样。

生物反应器的使用表明,免疫反应和瘢痕减少或受到限制,这可能表明,所传递的黄体酮有助于改变身体对损伤的默认反应机制。

在截肢部位,生物反应器在分析的基础上改变了细胞的基因表现,开辟了更好的再生途径。

如果这个装置使用的时间更长,肢体会发育得更好吗?

Levin博士和他的团队表示,事实并非如此,24小时的时间足够启动腿部再生过程。他们觉得诀窍是在再生开始时进行改进,因为他们的策略不是试图对过程进行微观管理,而是寻找正确的坐标组合。

新再生药物

正如Levin在《New Scientist》杂志中强调的那样,讨论了团队的发现:

“你的身体知道如何生长肢体——它在胚胎发育期间就是这么做的。”

科学家们表示,他们的工作证明了一个概念,即一个与药物使用相结合的设备的简单应用,为激活再生反应提供了一种局部方法。

这表明在脊椎动物模型中启动再生是可能的,并为在动物和最终在人类身上启动再生打开了大门。

水生动物更适合分析再生和修复损伤

事实上,研究小组目前正在研究如何诱导哺乳动物的肢体再生,然而,水生动物更适合分析再生和修复损伤。

虽然对老鼠再生的研究表明,它们可以部分再生,包括再生手指,但这一过程受到了破坏,因为它们四处行动的时候会触及受伤区域。

因此,水域环境对细胞再生的微妙过程要温和得多

总而言之,科学家们能够利用孕酮(一种雌性激素),利用生物反应器(一个小盒子,里面装有孕酮凝胶,附着在受伤部位),实现青蛙后肢的部分再生。

人类再生四肢绝非痴人说梦

但是,人类四肢的再生是否也因此可行?

再接着探讨该团队的工作,Levin和他的团队已经开始在生物反应器设备中使用更复杂的配方,这已经产生了更令人信服的结果,一个更发达的肢体正在再生,甚至生长出了一些脚趾。

这真的很神奇。

然而,据《新科学家》杂志报道,这些进一步的突破尚未发表。一旦任何新的研究被同行评审,并显示出更好的肢体再生或正确发育,那么这将是里程碑是式的一幕。

Levin博士认为,这些技术最终有一天可以应用于人类,这是他们的最终目标。

如果应用正确的化学平衡来创建一个升级版的生物反应器设备,你可以再生一个新的肢体。

虽然肢体再生还没有完全完成,但这只是时间问题。

正如你可以了解到Michael Levin博士的工作以及他对青蛙腿部的部分再生的新研究。

这将为人类再生领域的广泛研究提供宝贵的知识和医学见解。

所以肢体再生可能比我们想象的更早出现在人类身上,这绝非痴人说梦。

塔夫茨大学的这项研究成果发表在《细胞报告》杂志上。

又一新研究表明人类拥有肢体再生能力是可能的

有一天,人类有能力通过“DNA开关”(DNA switch)使控制再生的基因重新激活,从而使身体的某些部分重新长出来。

如果说火蜥蜴和壁虎这样的动物可以脱落身体的一部分来虎口逃生,并在短短几个月内长出新的身体,会让你觉得不可思议,那么涡虫和水母则更是令人吃惊,在被切成两半后,它们的整个身体都能再生。

现在,为了说明动物是如何启动再生的,一组科学家研究了三条状黑豹蠕虫的基因。

他们发现,一种名为早期生长反应(EGR)的“主”控制基因是触发再生的关键,这种基因也存在于人类和其他动物身上。

哈佛大学的研究人员发现,有一部分非编码DNA控制EGR的激活,而EGR就像再生过程中的电源开关。

DNA的非编码部分并不直接参与创造蛋白质的过程,而这些蛋白质会引发一系列的生物过程。这让一些人相信,我们的这些基因片段和其他动物的此类基因片段没有任何用处。

最近的研究(包括哈佛大学的研究)表明,实际情况要复杂得多。

人类已经拥有了EGR“开关”,可以修复细胞,但它似乎不会引发大规模的再生。科学家们现在认为,这种基因在人类身上有着不同的结构,他们正在试图找到一种方法来改变这种结构,使我们也能“再生”。

要使这个过程发挥作用,蠕虫细胞中的DNA必须发生变化,使新的区域可以被激活。

专家说,基因组中这些紧密结合的部分——所研究的蠕虫的全部遗传密码——在身体上变得更加开放。它们充当监管开关,打开或关闭基因,表明它们的基因组是动态的,并且随着不同部分的开放和关闭而迅速变化。

虽然这项研究揭示了蠕虫体内这种过程如何运作的新信息,但它也可能有助于解释为什么它在人类身上不起作用。

领导这项研究的生物和进化生物学助理教授Mansi Srivastava博士说:“问题是:如果人类能够开启EGR,而且当我们的细胞受到伤害时也能开启,为什么我们不能再生肢体?”

“答案可能是,如果EGR是电源开关,我们认为在启动再生方面人类和蠕虫的不同之处在于“接线”。

“EGR在人类细胞中的作用可能与它在三条带黑豹蠕虫中的作用不同。

“所以我们想弄清楚这些联系是什么,然后把它们应用到其他动物身上,包括只能进行有限再生的脊椎动物。”

这项研究的全部结果发表在《科学》杂志上。

 

随机文章

相关站点

友情链接

Powered by 人人彩票 @2018 RSS地图 html地图