18新利最新登入蝾螈是如何再生身体部位的?

研究人员正在从冷血蝾螈身上寻找线索,以弄清楚人类如何能够再生四肢。18新利最新登入查看更多两栖动物图片。"width=
研究人员正在从冷血蝾螈身上寻找线索,以弄清楚人类如何能够再生四肢。18新利最新登入查看更多两栖动物的图片
加里Meszaros /盖蒂图片社

美国军队的装甲设计比以往任何时候都更好,以保护战场上的士兵不被杀害。虽然这大大降低了美国士兵在伊拉克和阿富汗战争中的伤亡人数,但成千上万的士兵在返回美国时受到严重烧伤、失去四肢和其他使人衰弱的伤害。为了改善退伍军人的治疗选择,五角大楼最近宣布计划投入2.5亿美元用于研究人类皮肤、耳朵和器官的再生肌肉受伤士兵[资料来源:路透].这笔资金的一部分还将用于建立武装部队再生医学研究所人体肢体再生,以及其他事情。

肢体再生并不意味着在试管中长出胳膊和腿;相反,这意味着一个人会重新长出肢体。科学证据表明,人类的基因中有肢体再生的潜力,但这些基因在我们的身体中处于休眠状态。Kotulak].例如,人类胚胎可以在子宫内再生出肢芽[来源:Muneoka, Han和Gardiner]。和一个男人。俄亥俄州辛辛那提市的一名男子在2005年不小心切掉了一根指尖,之后又长了出来。但当你失去整个肢体时,身体的反应是用厚厚的疤痕组织覆盖伤口部位,以防止感染。

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为了弄清楚我们如何能够重新点18新利最新登入燃肢体再生的遗传潜力,研究人员从小白鼠开始。但他们并不需要完全从零开始研究生物体如何再生某种物质。18新利最新登入他们以蝾螈为榜样。

蝾螈是两栖动物家族的一部分,是冷血动物,有一层额外的羽毛或皮毛皮肤覆盖。不同种类的蝾螈要么是陆生的,要么是水生的,而且是唯一有尾巴的两栖动物。如果它们失去了宝贵的尾巴,蝾螈可以重新长出来。它们是能够再生身体部位的最高阶动物,包括尾巴、上下颚、眼睛和心脏。

18新利最新登入这种相对简单的生物是如何表演科幻小说风格的解剖魔术的呢?

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蝾螈肢体再生

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蝾螈从成纤维细胞中再生身体部分。
特洛伊Klebey /盖蒂图片社

如果蝾螈在战斗中,它可能会把尾巴交给敌人作为一种防御机制。毕竟,在几个星期的时间里,它可以长出一个新的。这是一个相当复杂的过程,但简而言之,再生包括在细胞并给他们分配新的专业。

在身体部分被切除后的最初几个小时内,蝾螈的表皮细胞会迁移到裸露的肉上。这层细胞在接下来的几天里逐渐增厚,形成顶端上皮帽[来源:Muneoka, Han和Gardiner]。蝾螈组织中称为成纤维细胞的细胞也聚集在表皮覆盖物下。成纤维细胞是未分化的,这意味着它们可以自由地变成多种类型的细胞,这取决于身体的哪个部位需要替换。

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在最初阶段之后,母细胞由成纤维细胞团形成;囊胚最终将成为身体的替代部分。研究人员最近发现,一种名为nAG的蛋白质的表达启动了胚芽的生长[来源:库马尔等人].囊胚有点像一团人类干细胞因为它有可能长成各种各样的四肢、器官和组织。但是火蜥18新利最新登入蜴的身体如何知道需要替换什么呢?囊胚中的遗传编码包含关于缺失身体部位的位置和类型的位置记忆。这些数据存储在成纤维细胞的Hox基因中[来源:Muneoka, Han和Gardiner]。

当这发生时,毛细血管和血管正在再生成胚芽。随着胚细胞的分裂和繁殖,形成的肿块变成未分化细胞的芽。为了让这个丘变成完整的肢体、尾巴或身体的其他部分,它必须接受神经的刺激[来源:库马尔等人].18新利最新登入然而,当蝾螈放下尾巴时,它们不仅失去了肉,还失去了神经。这意味着神经轴突再生在伤口部位与组织,骨骼和肌肉再生。

从那里,细胞分化并创造出合适的身体部位。作为成纤维细胞位置记忆的一部分,母细胞知道以适当的顺序生长以避免再生缺陷。例如,如果蝾螈在脚踝处失去了一只脚,胚芽就会向外发育,形成一只脚,而不是一整条腿。

以蝾螈为蓝本,科学家们希望有一天能从人类细胞中培育出囊胚。在那之前,我们的两栖动物朋友仍然是动物王国的主要再生者。

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来源

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  • 布瑞恩,Jeanna。“18新利最新登入蝾螈如何长出新四肢。”《生活科学》。2007年11月1日。(2008年10月28日)http://www.livescience.com/animals/071101-newt-limbs.html
  • Kotulak,罗纳德。“研究表明,啤酒花的身体部位可以再生。”Knight Ridder论坛商业新闻。2006年9月29日
  • 库马尔,阿努普等人。成年脊椎动物肢体再生神经依赖的分子基础《科学》杂志上。2007年11月2日(2008年10月28日)http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/318/5851/772/DC2
  • Muneoka肯;汉族,Manjong;加林德(David M。“再生人类的四肢。”《科学美国人》。2008年4月。(2008年10月28日)http://www.sciam.com/article.cfm?id=regrowing-human-limbs
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  • 里特,马尔科姆。"手指再生已进入试验阶段"圣路易斯邮报。2007年2月19日
  • 大卫·斯图姆。“再生生物学和医学。”学术出版社。2006。(2008年10月28日)http://books.google.com/books?id=3Ue5oF3INKsC
  • Tsonis Panagiotis。“肢体再生。”剑桥大学出版社1996。(2008年10月28日)http://books.google.com/books?id=hYwPxRg0EEkC
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