涨知识了!再生科学的一次飞跃

【字体: 时间:2018年11月08日 来源:

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  塔夫斯大学生物学家和工程师团队发现,用孕酮(progesterone)处理截肢损伤部位能为不具有再生功能的成年青蛙带来肢体再生效应。这是一个再生领域的新发现,或可为截肢患者治疗带来新的希望。

  

研究人员发明了一个可穿戴的生物反应器,局部24小时给药孕酮,并观察它对组织再生修复的长期影响——结果是后肢部分再生。更惊人的是,仅仅24小时的药物暴露,改变了之后9个月的基因表达、神经分布和模式化生长。Cell Reports杂志报道了这一发现,暗示这种药物-装置组合可能是诱导非再生物种“再生”的系统性测试和鸡尾酒疗法新模型。

许多动物都能再生:比如某些虫子和海洋生物,它们能利用碎片产生完整个体。另一方面,其他物种身体可以部分再生,例如蜥蜴每年再生尾巴、螃蟹再生爪子、鹿每年再生鹿角。非洲爪蟾(Xenopus laevis)在蝌蚪和幼蛙阶段可以再生四肢,随着成年逐渐失去这种能力。成年蛙是否能重新获得再生能力?人类四肢是否能够再生?对数百万截肢患者来说,这是最值得关注的一个领域。

文章作者指出,虽然肢体修复一直是生物医学研究长期寻求的终点,但很少有人报道有什么办法让非再生动物重建/修复失去的肢体。这项研究是一个成功的开始,研究人员正在努力寻找可用于治疗的因素和模式,以便更好地理解如何诱导已经失去或从未拥有过这种能力的生物体再生。

“我们看到孕酮显示出了促进神经修复和再生的潜力,它还能调节免疫应答促进愈合,并触发血管和骨骼再生长,”文章一作、博后学者Celia Herrera-Rincon说。“孕酮还可以调节由细胞外膜传递离子引起的生物电状态,众所周知,生物电也能触发再生和身体生长。”

实验中,不断生长的四肢证实了这类药物的有益作用。

该可穿戴式生物反应器由工程学教授David Kaplan团队开发,该装置包含丝蛋白基水凝胶,使水凝胶直接作用伤口,释放小分子化合物,未来,他们准备探讨更多因素,以提高或改善孕酮的影响。

“我们将使用生物反应器模型作为寻找‘主调控因子’控制点的新平台,用药物激活这些调控点,经过非常短暂的治疗期,触发长期组织生长和重塑,支持整个再生过程,”生物学教授Michael Levin说。“事实上,该模型局部给药治疗也可以根据伤口部位进行改进,未来,这种水凝胶将成为再生疗法的有力工具,”文章通讯作者Levin说。目前,他们正在哺乳动物肢体模型中进行深入研究。

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原文检索:Brief Local Application of Progesterone via a Wearable Bioreactor Induces Long-Term Regenerative Response in Adult Xenopus Hindlimb

(生物通:伍松)

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