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借助基因編輯干細(xì)胞助鱗趾壁虎再生出更完美尾巴

發(fā)布日期： 2021-11-03 11:44:07 來源：科技日報

再生身體部位絕非易事!盡管一些蜥蜴可以長回它們被切斷的尾巴，但重新長出來的只是一條不完美的軟骨管。據(jù)《自然·通訊》雜志最新報道，美國南加州大學(xué)科學(xué)家借助基因編輯干細(xì)胞，幫助鱗趾壁虎再生出了更完美的尾巴。這項研究是人類發(fā)展再生療法的一大進(jìn)步，有望幫助人類治療難以愈合的傷口。

研究人員調(diào)整了胚胎干細(xì)胞，將其植入鱗趾壁虎的尾巴殘端，使其長出來的尾巴比以往更像原來的尾巴。新長出來的尾巴呈現(xiàn)出經(jīng)典的“背腹模式”，即骨骼和神經(jīng)組織在背側(cè)，軟骨組織在腹側(cè)。

該研究論文通訊作者、南加州大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)助理教授托馬斯·洛齊托解釋說，壁虎自然再生出來的尾巴“只是一堆由脂肪、肌肉和皮膚組成的同心管”，這是因為成年壁虎的干細(xì)胞會產(chǎn)生一種分子信號，這種信號會促進(jìn)新尾巴內(nèi)軟骨的形成，但不會促進(jìn)骨骼或神經(jīng)組織的形成。

為解決這一問題，洛齊托及其同事利用了胚胎干細(xì)胞(與成人干細(xì)胞相比，胚胎干細(xì)胞可發(fā)育成更廣泛的身體組織)，并對其進(jìn)行修改，使其忽略原來的信號，然后將修改過的胚胎干細(xì)胞植入切除尾巴的壁虎尾部殘端。結(jié)果表明，從這些經(jīng)過修飾的干細(xì)胞中生長出來的尾巴在軟骨中有骨樣的凹槽，并在尾巴頂部生成了新的神經(jīng)組織。

洛齊托說：“壁虎是蜥蜴目家族的成員之一。蜥蜴在地球已經(jīng)生活了2.5億多年，但直到現(xiàn)在它們也無法重新長出有“背腹模式”的尾巴。我們創(chuàng)造了第一條呈現(xiàn)“背腹模式”的再生蜥蜴尾巴。這是通過干細(xì)胞顯著改善附肢再生的少數(shù)案例之一，是人類發(fā)展再生療法的進(jìn)步階石，有朝一日可能會治療難以愈合的傷口。”

不過，研究人員也指出，這些經(jīng)過改造的尾巴仍然缺少脊髓，與原生尾巴還有一定差距。

總編輯圈點(diǎn)：

壁虎斷尾求生，已經(jīng)成為人們熟知的故事。在遇到危險時，他們會犧牲局部，保全整體。我們以為壁虎會再長出一條一模一樣的尾巴，但事實(shí)是，它們只會長出看起來像尾巴的管狀物。這條尾巴實(shí)際上是一條失去了大部分功能的“假尾巴”?？蒲腥藛T則通過植入胚胎干細(xì)胞的方式，幫助壁虎擁有一條接近于原裝版本的尾巴，實(shí)現(xiàn)了2.5億年來斷尾壁虎都沒能自行完成的“進(jìn)化”。當(dāng)然，這一系列實(shí)驗的目的，還是希望能幫助改進(jìn)針對人類傷口的再生療法。(科技日報記者劉霞)