變異蠑螈重新長出正常肢體代替有缺陷的肢體
這聽起來像是《X 戰警》裡的情節,但它卻是在加州的一個實驗室實際發生的:變異蠑螈在被切掉有缺陷的附肢後,長出了完美的四肢。這項發現有助於科學界進一步了解再生的原理。
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儘管有報道稱,幼兒的指尖被切斷後可以再生,但作為一個物種,人類在”被切斷的肢體還能長出來”這一點上遠遠落後於其他物種。而地球上的一系列其他生物卻並非如此,其中著名的包括蠑螈和其他兩棲動物。因此,對它們進行研究,可以幫助我們更了解再生是如何進行的,也許有一天我們也能利用這種超能力。
加州理工學院貝克曼研究所所長、生物學教授瑪麗安-布朗納說:”某些動物,如斑馬魚和蠑螈能夠再生身體部位,但在生命進化樹的更高層次上,再生卻很少發生。雖然我們已經看到,一些人類嬰兒的手指尖確實可以再生,但這種能力並不會持續到成年。我們希望了解再生的分子過程。”
為此,布朗納和一群研究人員與日本國立基礎生物學研究所鈴木健一實驗室的科學家們進行了一項合作研究。由於生物體只有在胚胎階段才會定期長出四肢,研究人員很想知道,調節此過程的化學物質是否會參與生命後期的再生能力。
於是,他們把目光轉向了伊比利亞肋紋蠑螈,因為這種蠑螈不僅能再生被切掉的身體部位,甚至還能再生部分心臟。在那裡,他們重點研究了一種被稱為成纖維細胞生長因子10 或FGF10 的分子,這種分子參與了動物(以及人類)胚胎階段的肢體發育。
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Miyuki Suzuki 創造了一個缺乏FGF10 的蠑螈品系,以研究這種分子如何影響蠑螈的再生能力。變異蠑螈的後腿畸形,常發育不良或缺失手指。然而,當這些肢體被手術切除後,這些動物又長出了發育完美的肢體。這讓研究人員意識到,肢體生成和肢體再生之間的過程可能有很大不同,這為未來的研究開闢了新的目標。
特別是,研究小組認為,另一種生長因子FGF8 在再生中的作用可能比FGF10 更大。FGF8也參與胚胎發育,但它在神經細胞發育過程中扮演特殊的訊號角色。
研究人員在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academyof Sciences)雜誌上發表的一篇關於這項研究的論文中寫道:”發育與再生之間的一個重要區別就是神經的存在。眾所周知,神經衍生因子在再生過程中起著至關重要的作用。這些發現和我們的研究結果提出了一種可能性,即透過包括神經衍生因子在內的再生線索直接誘導FGF8而不是FGF10,可能是urodeles(有尾巴的兩棲動物)肢體再生的關鍵。”