科學家利用CRISPR幹細胞療法賦予蜥蜴新的再生能力
據外媒New Atlas報導,蜥蜴以其再生能力而聞名,能夠重新長出尾巴,但新尾巴並不十分完美。 現在,南加州大學(USC)的研究人員利用幹細胞療法,讓蜥蜴長出更好的尾巴–包括骨骼、神經和所有的東西。 這一進展可能對人類更好的傷口癒合有影響。
當某些種類的蜥蜴受到威脅時,它們可以自斷尾巴以躲避捕食者,然後在幾周或幾個月內長出新的尾巴。 然而,替代的尾巴遠不是一個完美的複製品–它是由一個堅實的軟骨管支撐的,而不是包含骨頭和神經的脊柱。
但在新研究中,南加州大學的研究人員找到了一種方法,讓蜥蜴的尾巴再生得更接近它們的原樣。 其技術術語是「背腹側式」,其中背側或上側由骨骼和神經組織組成,而下側或腹側全部是軟骨。 由於某些原因,再生的尾巴完全「腹側化」,以生長軟骨。
為了弄清楚發生了什麼,研究小組分析和比較了蜥蜴尾巴在胚胎發育過程中和成年後再生過程中的形成方式。 在這兩種情況下,構建工作都是由神經幹細胞(NSCs)完成的,研究小組確定了它們產生的一種分子信號,使組織腹側化,生長軟骨。 胚胎NSCs只在尾巴的底部產生這種信號,而成年NSCs則在頂部和底部這樣做,形成軟骨管。
研究小組嘗試了一些方法來阻止再生尾巴的這種腹側化過程。 他們嘗試阻斷成體NSCs的信號,但新的神經組織仍然沒有在尾巴上部的部分重新生長。 他們嘗試將胚胎NSCs植入成體的尾巴樁,但它們仍然對腹側化信號有反應。
因此,研究人員使用CRISPR來編輯胚胎NSCs,使它們不會對這一信號做出反應。 然後,將這些細胞植入成年蜥蜴的尾巴中–果然,”完美”的尾巴再生了,上面有骨頭和神經。 就目前而言,該結果對蜥蜴來說只是一個直接的好消息,但這一發現最終可以為可能導致人類再生醫學進步的研究提供參考。
“這項研究為我們提供了關於如何提高生物體再生潛力的基本實踐,”該研究的通訊作者Thomas Lozito說。 “完善不完美的再生蜥蜴尾巴為我們提供了一個藍圖,以改善那些不能自然再生的傷口的癒合,如斷裂的人類肢體和脊髓。 通過這種方式,我們希望我們的蜥蜴研究將為治療難以癒合的傷害帶來醫學上的突破。 ”
這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。