科學(xué)家是如何幫蜥蜴再生“完美”尾巴的?


衰老和疾病是人所面對的永恒難題,我們不可避免地會失去那些精力充沛的黃金年華。

飽滿緊致、富含膠原蛋白的面容終有一日會褪去光華,而時光的刻痕在光陰輪轉(zhuǎn)之中悄然地攀爬上我們的鬢角眉梢。
孩提時期輕松自如攀爬冠蓋亭亭的園中松柏,高強(qiáng)度的案牘勞形讓現(xiàn)代人早生華發(fā),軀體活動能力大打折扣,就連扛米上樓也為許多壯年男性視為畏途。
耳鳴目眩,腕關(guān)節(jié)酸軟疼痛,電腦病、空調(diào)病、手抄病……長時間維持同一姿勢辦公,或是烈日炙烤下在外奔波,都成了誘發(fā)我們機(jī)體抗議的原因。
那么,有沒有一種方式,能從根源解決衰老和疾病的發(fā)生,激發(fā)身體的自我修復(fù)的能力?

舊時常常聽聞靈芝仙丹能夠生死人、肉白骨,給予常人第二次生命,這當(dāng)然是寄托著美好愿景的神話傳說。
不過在現(xiàn)代社會,大部分人則將這份祈愿托付給各種價(jià)格高昂的營養(yǎng)素上,也能取得一定效果,但收效并不顯著,其中不乏一些智商稅產(chǎn)品。
在生命科學(xué)研究的道路上,往往在“已知”里面仍有許多“未知”,科學(xué)家們也一直在探索“未知”的路上。當(dāng)越來越多的研究表明,干細(xì)胞在抗衰老中能夠發(fā)揮作用,干細(xì)胞抗衰成為了醫(yī)學(xué)界一個備受關(guān)注的研究方向。
從而立之年起,我們的身體就開始走下坡路了,適當(dāng)體育鍛煉能夠幫我們加快新陳代謝,在一定程度上維持較好的生理機(jī)能,但不能違逆衰老大勢的緩慢進(jìn)行。肌膚老化、記憶減退、視聽能力下降、骨質(zhì)疏松等,都在提示我們需要注意維持健康的作息,避免加速軀體的衰朽[1]。
衰老的根本原因,還得從細(xì)胞說起
我們的軀體中每時每刻都有大量的細(xì)胞新生,同時也有對應(yīng)數(shù)量的細(xì)胞凋零,隨著生命的延展,細(xì)胞的增值和分化能力也在逐步衰減[2]。直到有一天,新鮮補(bǔ)入的細(xì)胞不再能夠彌補(bǔ)細(xì)胞凋零的數(shù)量時,人體將出現(xiàn)各種早期病痛,揭示了衰老和病變的本質(zhì)。
而干細(xì)胞是一類極為特殊的細(xì)胞,在一定條件下,干細(xì)胞幾乎具有無限制自我更新、增值、分化的潛力,換句話說,干細(xì)胞是我們體內(nèi)細(xì)胞的起源[3],它不僅能激活和修復(fù)體內(nèi)已經(jīng)受損的細(xì)胞群體,還能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的替換,使機(jī)體內(nèi)永遠(yuǎn)維持著生與死的動態(tài)平衡。

正因如此,針對于抗衰和抗疾病的重大課題,科學(xué)家十分重視和看好干細(xì)胞的表現(xiàn)。
干細(xì)胞幫助蜥蜴首次再生出一個完美的尾巴
近日, 美國南加州大學(xué)的學(xué)者在《自然通訊》上刊文,簡述了他們利用干細(xì)胞幫助蜥蜴再生尾巴的實(shí)驗(yàn),而且,這還是一條非常完美的、具有“背腹模式”的尾巴。?
什么是“背腹模式”?蜥蜴斷尾求生的技能素來為人所熟知,然而它們所長出來的新尾巴并非傳統(tǒng)意義上的“好尾巴”,其中不再具有脊髓和神經(jīng),只是一條似是而非的軟骨結(jié)構(gòu),徒具其表。
之所以蜥蜴能夠在生命原初時長出一條合格的尾巴,是因?yàn)樵谟左w長成時給予了原始尾部以豐富的刺激信號——這一刺激信號由胚胎神經(jīng)干細(xì)胞給出,并且其只在尾巴下側(cè)或靠近腹部一側(cè)的區(qū)域產(chǎn)生信號,這導(dǎo)致對應(yīng)的區(qū)域僅產(chǎn)生軟骨,而不能發(fā)育出骨骼和神經(jīng)組織。因而,蜥蜴幼體尾部的背側(cè)和腹側(cè)對應(yīng)存在截然不同的兩種組織分化——神經(jīng)分布在背部,而軟骨則生長在腹部。
當(dāng)蜥蜴成年之后,其成體神經(jīng)干細(xì)胞所產(chǎn)生的分子信號將會阻礙骨骼和神經(jīng)組織的生成,這導(dǎo)致其斷尾之后新生的尾巴中僅含有軟骨。
從2.5億年前就已橫行于地球上的蜥蜴也曾有過屬于它們的輝煌年代,但億萬斯年的演化并沒有讓它們進(jìn)化出具備“背腹模式”的完美新生尾巴[4]。
科學(xué)家嘗試將胚胎神經(jīng)干細(xì)胞中的一處關(guān)鍵基因敲除后,奇跡發(fā)生了。原本的腹背分化再次出現(xiàn)——用主持實(shí)驗(yàn)的Lozito博士的話說就是:“也許我們可以從蜥蜴來探究人類的傷口組織再生難題。”假以時日,隨著我們對干細(xì)胞神奇分化再生能力的進(jìn)一步探索,也許我們能夠掌握人類肢體創(chuàng)傷再生的奧秘,使得某些開放性的創(chuàng)傷康復(fù)達(dá)到內(nèi)外兼修的效果,“恢復(fù)如初”不再是一句溢美之詞,而是名副其實(shí)。

我國已開始用間充質(zhì)干細(xì)胞治療臨床上一些難治性疾病
我國在干細(xì)胞治療臨床應(yīng)用上并不落后,例如由天津昂賽細(xì)胞基因工程有限公司研制的注射用間充質(zhì)干細(xì)胞已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn),可以適用于難治性急性移植物抗宿主病(GvHD)。這種疾病來自于異基因造血干細(xì)胞移植之后產(chǎn)生的并發(fā)癥,作為一種全身性疾病,其能夠?qū)ζつw、腸胃、肝臟等重要器官產(chǎn)生損害。醫(yī)學(xué)界發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞所具有的免疫調(diào)節(jié)特性能夠很好地抑制淋巴細(xì)胞增殖,并且能減緩抗原呈遞細(xì)胞分化成熟,進(jìn)而避免移植物抗宿主病的發(fā)作[5]。
蜥蜴再生完美尾巴的實(shí)驗(yàn)無疑是佐證干細(xì)胞治療有效性的又一力證,這為更深刻、更廣闊的干細(xì)胞修復(fù)治療方案指明了方向。在可展望的將來,我們很可能得到足以抗?fàn)幩ダ匣蚰承┎豢苫謴?fù)性肢體損害的有力武器,那些因車禍、地震而喪失手指、耳朵等器官的殘障人士也許能通過干細(xì)胞針劑重獲健全軀體。
參考資料:
[1]https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20200514/content-1113083.html
[2]https://baike.baidu.com/item/%E7%BB%86%E8%83%9E%E8%A1%B0%E8%80%81/4801891?fr=aladdin
[3]https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B2%E7%BB%86%E8%83%9E/301672?fr=aladdin
[4]https://www.163.com/dy/article/GN04A6VU05349C3F.html
[5]https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20200428/content-1108466.html
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