再生医学可能迈出新的一步的发现引起了很多人的关注。
它是一只蝾螈。 长期以来,蝾螈一直以其再生能力而闻名。 但现在,这个机制首次被阐明了! 为什么蝾螈能使皮肤再生而不留疤痕? 我们采访了研究团队,以了解更多信息,包括对人类的潜在应用!"。惊人的再生能力,反复切割后还能再长出来。
如果受伤或烧伤的人的皮肤可以再生而完全不留下任何疤痕,.......。
由日本筑波大学领导的一个研究小组正在努力通过对蝾螈的研究来实现这样一个治愈的梦想。 为什么专注于蝾螈?
这是因为蝾螈有一种非凡的再生能力。
该研究小组由筑波大学生命与环境科学系的Chiba Chikafumi教授领导,他说。
"蝾螈可怕的再生能力在大约250年前就已经众所周知,当时生物学还没有完全发展。" 许多人都知道,如果你把蜥蜴的尾巴剪掉,它就会重新长出来,就像 "剪蜥蜴尾巴 "这个词一样,但事实上,被剪掉的蜥蜴尾巴只长出来一次。
另一方面,蝾螈是两栖动物,它们的手和脚可以被砍掉很多次,而且还能重新长出来。 不仅是四肢,还有下巴、尾巴,甚至是心脏和大脑的一部分都可能失去,虽然需要一点时间,但它们会重新生长,恢复正常,而且皮肤上不会留下任何疤痕。 在一项实验中,蝾螈眼睛的晶状体被切除了19次,它又重新恢复了正常。"
不仅仅是四肢和尾巴,还有大脑和心脏!
顺便说一下,根据千叶教授的说法,两栖动物,如青蛙蝌蚪和被称为 "汪星人 "的阿莱沃斯,具有与蝾螈相同的再生能力,但这些蝌蚪在蜕变为成年青蛙时也会失去再生能力。
'在所有生活在陆地上的脊椎动物中,包括我们人类,只有蝾螈有这种再生能力,即使是在生长之后。 然而,这种蝾螈特有的特殊能力的机制还没有被完全阐明。
这就是为什么我们现在正在进行一个研究项目,不仅有生物学家,还有医学专家参与,以澄清蝾螈惊人的再生能力的机制,并将其与再生医学联系起来。"
皮肤再生 "恢复正常",不留疤痕!
那么,实际进行的是什么样的研究? 在这项研究中,千叶教授的小组专注于蝾螈的皮肤,从红腹蝾螈(日本的一个特有物种)身体的各个部位切除皮肤,并观察伤口的再生情况。
他们发现,除了腹部的红色和黑色图案外,蝾螈的皮肤几乎完全再生,没有留下疤痕。 在这个过程中,他们还揭示了蝾螈独特的皮肤再生机制。
在人类中,当我们受伤和皮肤受损时,首先会形成一个结痂。 在下面,受影响的区域会发炎,并诱发称为 "成纤维细胞 "的细胞,这些细胞分泌纤维蛋白,如胶原蛋白。 这使伤口变硬并使皮肤再生。
这个过程被称为纤维化,虽然伤口可以迅速闭合,但不可避免地会留下疤痕,因为不同于受伤前细胞的组织会闭合伤口。
然而,在蝾螈皮肤的情况下,这种纤维化并不发生。 此外,不仅是伤口周围的细胞,而且周围的表皮细胞也以正常速度的两倍进行分裂,并迅速关闭伤口,不留疤痕,也不会使患处长期发炎。
换句话说,现在已经很清楚,皮肤再生的方式与撕裂的衣服不是用缝纫线或布片来缝合,而是将整件衣服拉大,然后用衣服的松动部分来缝合撕裂处。
那么这些发现能否应用于人类医学? 是否有一天可以在治疗脸部和身体其他部位的烧伤和受伤时不留下像蝾螈一样的疤痕?
庆应义塾大学医学院整形外科系助理教授石井达之是研究小组的成员,他讲述了自己的故事。
很多人觉得蝾螈和人类是非常不同的生物,但在医学史上有很多例子,对完全不同的生物体的发现对人类的治疗起到了重要作用,比如通过对霉菌的研究开发出抗生素。
例如,如果我们将来能提取一种与蝾螈的再生能力直接相关的物质,就有可能将这种物质应用于人类和其他动物的再生医学。 从我作为一名整形外科医生的角度来看,一个人的疤痕如果像重大伤害或烧伤造成的瘢痕一样突出,而不仅仅是轻微的疤痕,那是很不幸的,因为人类毕竟是社会动物。
另一件大事是,当手术,如癌症治疗,需要切除一个器官的一部分,手术的疤痕,或手或腿,如果有可能像蝾螈一样再生,我认为这将是终极治疗。"
同样参与这项研究的信州大学医学院整形外科系助理教授高清水(Kazkei Takashimizu)也表示了他的希望。
我通常在治疗各种疤痕患者,但有很多情况下,用目前的治疗方法,疤痕不能正常愈合,所以当我听说蝾螈的再生能力,并加入千叶博士的研究时,我正在寻找一些新的治疗思路。
我自己以前对蝾螈并不了解,但现在蝾螈的皮肤再生机制已经明确,我想如果我们能把它应用于人类的治疗,就能帮助很多病人解决他们的问题。
新的再生医学,与iPS细胞不同!
但为什么蝾螈会有如此惊人的再生能力?
千叶的研究小组希望为人类应用找到的是 "细胞去分化 "的功能,它是蝾螈惊人的再生机制的基础。 它是什么意思?
即使手或腿被切断,或者大脑或心脏的一部分被损坏,也能再生 "这一术语被用来描述iPS细胞,它是由获得诺贝尔生理学或医学奖的京都大学山中伸弥教授的工作以及由受精卵制成的细胞而闻名。 许多人可能对ES细胞有一个印象。 这些细胞通常被称为 "多能细胞",是可以分化为各种细胞和组织的 "干细胞"。
然而,干细胞在蝾螈的再生能力中起着次要作用。 组织和器官的细胞,如皮肤和肌肉,应该已经分化成最终形态,是再生的主要参与者。 在某些情况下,它们保留了原始细胞的一些特征,就像时钟的指针倒转了一点,它们转变为受伤区域再生所需的 "多能细胞"。
我们把这称为细胞的 "去分化 "或 "重编程"。 简单地说,受损或丢失区域周围的细胞会记住 "以前的形状",并改变成能够修复和再生该区域的细胞,使其变成与以前相同的形状。
这种 "利用已经分化的旧细胞 "是蝾螈再生能力的最重要特征,如果我们能弄清楚哪些基因参与了这一过程,哪些酶和分子机制在起作用导致细胞去分化,我们将能够开发出一种再生蝾螈的新方法。 我们相信,这可能导致新的再生医学,与iPS细胞和ES细胞等干细胞不同"。
蝾螈不会得 "癌症"。
因此,渐渐地,"蝾螈的再生能力 "的秘密正在被揭示。 如果进一步澄清,并在未来实现医学应用,那么蝾螈是否不仅能在没有疤痕的情况下再生皮肤,而且还能,例如,重新长出在事故中被截肢的胳膊和腿? 现实情况是,像科幻电影《X战警》中的金刚狼这样的人物,他可以从任何伤害中恢复。 这一天会不会到来?
该研究小组已将该基因命名为 "Newtic1"(顺便说一下 纽特[newt]是一只纽特。 蝾螈独特的红细胞功能可能参与了蝾螈的再生机制,这可能为 "蝾螈型再生医学 "提供线索。 千叶教授告诉我们。
'在使用iPS细胞等干细胞的再生医学中,有必要通过手术将干细胞制成的组织和器官'移植'到体外,但在蝾螈型再生医学中,利用已经完成分化的老细胞的去分化,可以创造出能够分化成新生细胞的蝾螈。 随着受损部位的完整再生,"无移植再生医学 "的新途径可能会被打开。
在使用iPS和ES细胞的再生医学中,干细胞经历了激烈和反复的细胞分裂,因此如何防止在这一过程中出现的细胞 "癌化 "问题是一个重要的问题。 但实际上,蝾螈不仅有再生的能力,而且还'无癌'。"
事实上,千叶教授的实验室试图用各种致癌物质强行诱发蝾螈的癌症,但蝾螈仍然没有发生癌症。
因此,如果这些蝾螈型再生机制能够应用于人类,我期望这能够带来无癌症的再生医学。
当我在20世纪90年代初开始研究蝾螈时,对蝾螈再生能力的研究几乎完全消失了,我想知道哪一个更快:是准濒危蝾螈的灭绝还是蝾螈研究者的灭绝? 那是一个人们认为 "你是一个濒临灭绝的物种 "的时代(笑)。
但随着我继续研究,我发现蝾螈的再生能力,不留疤痕,不致癌,确实是一种自然疗法的进化系统,我终于开始了解它的一些机制和与人类联系的路径。
在未来,我们希望与各领域的生命科学家以及像石井博士和高清水博士这样的医生合作,找出我们称之为 "金刚狼因子 "的东西--蝾螈的自我再生因子。
'在我参加这项研究之前,我甚至分不清蝾螈和壁虎的区别,但就像《龙珠》漫画中的短笛大帝一样,我认为最终的再生医学是如果胳膊和腿可以被切除,然后再长出来,所以我冒了险,发现蝾螈确实是一个'宝库'。 我觉得这是'最好的办法'"(石井助理教授)。
蝾螈将拯救人类! 希望基于蝾螈的再生医学能在不久的将来实现,人类成为X战警的那一天会到来。
来源:「Skin wound healing of the adult newt, Cynops pyrrhogaster: A unique re-epithelialization and scarless model.」
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