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《科学》：向着实现人类肢体再生迈进一步
【字体： 大 中 小 】 时间：2007年11月07日 来源：生物通
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在最新一期的《科学》杂志上，来自英国伦敦大学的阿诺普·库马尔和同事发现了一种可以帮助蝾螈再生严重受损的肢体的关键蛋白质。这一发现可能引导未来的人类再生医学。
生物通报道：有一些动物能够在身体受损后再生出肢体来，如壁虎、蝾螈等，他们超凡的能力引起了研究人员的极大兴趣，但是再生过程如何发生目前尚不清楚。
在最新一期的《科学》杂志上，来自英国伦敦大学的阿诺普·库马尔和同事发现了一种可以帮助蝾螈再生严重受损的肢体的关键蛋白质。这一发现可能引导未来的人类再生医学。
研究人员发现，一种由神经和皮肤细胞分泌的名为“NAG”的蛋白质，在形成“胚基”的前体不成熟细胞中起到关键作用，而胚基则能够再生出缺失的肢体。NAG在肢体再生过程中的重要性已经得到了事实的验证。目前研究人员已经能够利用可产生这种蛋白质的人工改造细胞来创造出“再生“过程。
美国普渡大学印第安纳波利斯分校的大卫·斯托克姆评价说，库马尔等人的研究可能帮助解释哺乳动物为什么限制了再生能力，因此能够对再生医学起到引导作用。
新研究清楚地解释了与胚基形成和肢体再生有关的分子信号，它最终可能使医生能为非再生肢体的细胞编制类似的程序。蝾螈能够通过将细胞变成与原始的干细胞类似的细胞状态方式实现肢体再生，干细胞随后可发育成成熟的组织。
伦敦大学学院的杰里米·布鲁克斯称，这绝对是一个令人羡慕的本事，但理解肢体再生过程并不意味着人类能够“复制”这种能力，也就无法再生失去的手臂或者大腿。
此前，来自德国马克思·普朗克研究所Bad Nauheim心肺研究中心的研究人员发现一种蝾螈的心脏能再生，他们目前正在研究这种再生的细胞学机制。哺乳动物包括人类都不具备这种能力，所以研究结果可能为器官受损的病人带来新的治疗手段，结果发表在《Journal of Cell Science》。
这种红色斑点的蝾螈Notophthalmus viridescens是科学家最喜欢的动物之一。它们来自北美的湿地，科学家在它们身上发现了有趣的现象：人类无法使受到损伤的心肌细胞再生，而且受损细胞会以结痂代替，但是这种蝾螈的心脏能完全再生，而且功能不受影响。
其中的关键在于心肌细胞。当蝾螈的心脏经受损伤时，这些细胞会失去其本身特性，进行去分化。科学家发现心肌的特有蛋白——肌浆球蛋白和多种肌钙蛋白——在这过程中下降了。与此同时，细胞进行分化来创造新的心脏。这需要大约2周的时间。这一过程中蛋白质又恢复正常。
研究人员将这些心肌细胞分离出来并进行培养。在大部分细胞中，Braun和同事发现了Phospho-H3蛋白的存在。这种蛋白是细胞周期中G2过程的原因，并且显示了心脏再生没有干细胞的参与。而且心肌细胞再生没有遗留下愈合组织。Max Planck研究所的科学家们期望对于在蝾螈心肌再生过程的相关分子组织的更好了解能为遭受心脏疾病的人们带来治疗的新希望。（生物通雪花）
美国波士顿Forsyth研究所的研究人员发现，改变细胞的电特性能诱导蝌蚪的尾巴再生。研究人员预测，这项发现将可能有助于研究人员在生物电与人类细胞组织再生方面获得更多的线索。这项研究的结果将发表在4月的Development期刊上。
虽然在一般情况下，蝌蚪也有再生的能力，但仅限于特殊的发育时期，如同人类在超过七岁后就无法再使指尖长度变长。研究人员发现酵母菌质子泵的活性能促使处于非发育期的蝌蚪的尾巴再生，这个再生现象包括了皮肤、肌肉及复杂的脊椎神经组织等。
这项研究的负责人Michael Levin博士介绍说，之所以使用蝌蚪作为研究材料主要是因为便于观察体细胞再生能力的极限，而且还能清晰的观察到电荷流动的方向与蝌蚪尾巴再生之间的关系。
文章的第一作者Dany Adams博士则表示，长期以来许多实验已证明在两栖纲动物细胞中置入电场，能提高其组织的再生能力，而目前类似实验也已进入人体临床阶段，只是相关的机制尚不清楚。因此，了解一般正常发育及再生过程对于组织再生医学的研究更显重要。
我们都知道，当弄断蜥蜴的腿后，它会立刻长出崭新的一条来。但是，大多数动物都丧失掉了替代损失掉的肢体的能力。现在，美国Salk生物研究所的一个研究组已经能够在一个小鸡胚胎中再生出一个翅膀。已经知道，小鸡是不能再生肢翼的一种动物。这项研究暗示出这种再生能力可能潜藏在包括人类在内的所有动物体内。
这项研究的结果发表在11月17日的Genes and Development杂志上，研究证实了脊椎动物的再生能力是由强大的Wnt信号途径控制的：活化这个途径能够克服像小鸡这样原本不能再生肢体的动物体内神秘的再生障碍；而失活那些本身能够再生肢体的动物（如青蛙、斑马鱼、壁虎和蝾螈），则会使它们丧失再生损失掉的腿和尾巴的能力。
在这项简单的实验中，研究人员先去除了小鸡胚胎的翅膀，然后活化Wnt信号途径，接着整个翅膀又重新长了出来——一个漂亮的、完美的翅膀。
这项研究的负责人Juan Carlos Izpisua Belmonte博士指出，通过改变少数几个基因的表达，人们能够改变一个脊椎动物再生它们的肢翼、重建血管、骨骼、肌肉和皮肤等的能力。Belmonte认为，这项新的发现开拓出了一个全新的研究领域。尽管一些动物在进化过程中已经丧失了它们再生肢翼的能力，但是与之相关的保守性遗传机器仍然存在，并且能够再次运作。此前，研究人员认为一旦干细胞变成了肌肉、骨骼或其他类型的细胞，它们的命运就已经不能再变了，并且这些细胞如果受损，它们就不能再生，而是会长出伤疤组织。
