人类如何才能实现肢体重生?基因或能控制再生进程

医疗健康 来源:新浪科技
2017
05/31
15:40
新浪科技 医疗健康

据国外媒体报道,如果你切断蝾螈的腿部,它们会重新长出来,然而人类却不具备这样的能力,其原因并不简单,在一定程度上充满神秘色彩。美国加州大学埃尔文分校发育和细胞生物学教授大卫·加德纳(David Gardiner)说:“实际上我们人类也有再生能力,例如:表皮组织,此外,人体也可以再生部分肠道粘膜,但是人类无法再生更复杂的身体组织。”

加德纳花费数十年时间研究蝾螈的再生能力,寻找这种超级能力的潜在机制。他说:“人类再生能力很可能在未来才能实现,却并不遥远,未来不久肢体再生将成为医学工具箱的一部分。”

这是因为从理论上讲,人类肢体再生是可能实现的,例如:皮肤,如果皮肤切口并不深,将不会留下疤痕,因为人体自愈过程可重生皮肤细胞。同时,如果指甲之下的细胞仍保存完整,人类很可能再生手指前端部分,如果重新生长出这些组织,骨骼将很好地结合在一起,这就像是螺丝和螺丝帽的关系。人类肝脏也可以生长,能够再生和重建受损组织。

生长一个完整的肢体

肢体再生(类似蝾螈的再生能力)不仅仅是取代组织部分,肢体再生需要骨骼、肌肉、血管和神经组织,成体干细胞是一种未分化细胞,它对于再生肌肉组织具有特殊作用,但是它们并没有激活。加德纳指出,你可以再生血管,甚至神经组织,但是无法再生整个手臂。

加拿大蒙特利尔大学脊椎动物组织再生实验室主管史蒂法纳·罗伊(Stephane Roy)强调称,人类的皮肤、肝脏和骨骼,不会以蝾螈相同的方式实现再生。人类仅能再生皮肤浅层组织(事实上这个连续过程被称为体内平衡),卧室内多数灰尘都是人体的死亡皮肤细胞。

肝脏再生完全不同于蝾螈的肢体再生,肝脏再生是一种补偿性增生,这意味着它生长的体积是弥补损失的部分组织,意味着肝脏组织会生长得更大,但如果整个肝脏被切除,将是无法再生的。损失的肝脏部分是无法再生的,因此不能重复切除肝脏部分,相比之下,蝾螈的肢体可以多次重复被切除,每次切除都能重新生长出新的肢体。

人类拥有再生能力

加德纳指出,胎儿在子宫内可以形成完整的器官系统,从胚胎获得一些基因信息仅用9个月便能发育形成复杂的婴儿。因此人类具有重生某些器官组织的部分能力,同时,从进化角度上讲,人类需要自愈功能。

除此之外,蝾螈和人类的潜在基因机制并非完全不同,3.6亿年前泥盆纪时期蝾螈和人类的共同祖先物种出现了进化分支,加德纳说:“对于肢体再生并没有特殊基因,这里存在着许多进化过程,但是人类至少未完成一个进化步骤。”

为了再生肢体,细胞需要知道再生肢体在哪里,位于手指尖,还是肘关节?它们需要在正确的序列下重建正确的结构。加德纳表示,蝾螈具有某些基因,却在人体中处于“关闭”状态。或许这些基因能够再生,或者至少帮助控制再生进程。人类进化历程中一些基因不像蝾螈基因能够表达再生能力,没有人知道这些隐性基因是什么。

2013年,澳大利亚科学家詹姆斯·戈德温(James Godwin)可能揭开了肢体再生的部分谜团,他发现巨噬细胞(macrophages)能够阻止蝾螈身体疤痕组织逐渐积聚,巨噬细胞存在于包括人类的其他动物体内,是免疫系统的一部分。它们的功能是停止传染和导致炎症,它是身体部分需要修复的一种信号。如果蝾螈体内缺少巨噬细胞,将无法再生它们的肢体,而仅是形成疤痕。

加德纳表示,戈德温的研究工作帮助我们更进一步地理解肢体重生现象,通常情况下,蝾螈根本不会形成疤痕组织,当人类肌肉撕裂或者形成一道很深的伤口,将伤害结缔组织,促使疤痕组织的形成。这些疤痕组织不会提供原始组织的相同功能性。

他说:“如果我能使蝾螈身体形成疤痕,那将非常了不起的事情,因为这将揭晓人类无法再生肢体或者器官的机制,巨噬细胞可能存在部分关联,但也不完全是该因素造成的。”

幼态延续和肢体再生

“幼态延续”的能力可能以另一种方式洞察肢体再生的神秘之处,墨西哥蝾螈具有幼态延续特征,意味着它们进入成年期仍保持着幼年期特点。这就是为什么墨西哥蝾螈成熟之后仍保留着鳃部,而其它蝾螈物种却没有。

人类也具有幼态延续特征,这就是成年人为什么有时内心自我是个“小孩”,而其它灵长目动物却没有这一现象,同时,人类比其它灵长目动物成熟期更长,很可能幼态延续和再生能力之间具有一些关联性。加德纳强调称,年轻人群比老年人群更容易自愈。

此外,美国哈佛医学院的研究人员发现“Lin28a”基因,它在未成年动物(包括人类)体内激活,伴随着动物进入成年期其活跃性将停止,这种基因能够确保老鼠组织再生,或者至少重新生长出趾尖和耳朵。一旦这些动物年龄超过5个星期,它们将不会再生那些组织,甚至当Lin28a基因功能被激活。Lin28a基因是老鼠新陈代谢控制系统的一部分,当它受到刺激,将使动物获得更多能量,仿佛它们更加年轻。

但是幼态延续和肢体再生之间的必然关联性尚不能确定,所有蝾螈物种都可以肢体再生,但仅有墨西哥蝾螈具有幼态延续特征。蝾螈物种能够复原干细胞,并开始肢体重生,这种类型的细胞与伤口发生反应,同时关联肢体是否重新生长。加德纳刺激伤口处生长的神经细胞,能够使蝾螈长出额外的肢体。

罗伊说:“这可能与强烈的免疫反应有关,或者与一些特殊生长因素及其结合因素有关,这将部分解答一个生物物理学现象:从身体比例上讲,蝾螈肢体比人类肢体更小,然而青蛙却不能重生它们的肢体,因此这不是与体形相关的问题。目前动物肢体再生能力仍是一个未解谜团,至少目前科学家仍无法完全解释。”

来源:新浪科技

为你推荐

湖北医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格资讯

湖北医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格

侵入式脑机接口置入费为6552元 次,侵入式脑机接口取出费为3139元 次,非侵入式脑机接口适配费为966元 次

2025-04-03 09:37

悦唯医疗完成近亿元A++轮投资,加速重症冠心病诊疗全流程创新器械研发与国产替代资讯

悦唯医疗完成近亿元A++轮投资,加速重症冠心病诊疗全流程创新器械研发与国产替代

此次融资将主要用于深化冠心病诊疗全流程创新器械和脉动式左心室辅助系统等新产品的研发,以及加速已获准上市的心脏稳定器等产品的市场推广。

2025-04-03 09:28

海尔盈康一生启动孤独症儿童关爱行动,创新罕见病可持续公益新生态资讯

海尔盈康一生启动孤独症儿童关爱行动,创新罕见病可持续公益新生态

本次活动聚焦孤独症儿童的诊疗,探讨交流AI赋能全流程防治康体系创新、前沿性生物科技诊疗技术等话题,旨在通过生态联盟的力量推动医学研究、科技创新与人文关怀的融合,让“星...

2025-04-03 09:11

诺华创新药物飞赫达®(盐酸伊普可泮胶囊)C3G适应症在中国获批资讯

诺华创新药物飞赫达®(盐酸伊普可泮胶囊)C3G适应症在中国获批

首款且唯一选择性靶向C3G病因药物,填补临床治疗空白

2025-04-02 18:14

国家卫健委:商业化人源细胞系是否纳入人类遗传监管?资讯

国家卫健委:商业化人源细胞系是否纳入人类遗传监管?

4月1日,国家卫健委科教司发布《人类遗传资源管理有关问题解答之一》。

2025-04-02 17:49

《NPJ digital medicine》刊发李冬梅教授团队成果:AI赋能高效识别眼睑肿物资讯

《NPJ digital medicine》刊发李冬梅教授团队成果:AI赋能高效识别眼睑肿物

亚太眼整形外科学会主席、中华医学会眼科分会眼整形眼眶病学组副组长李冬梅教授团队携手爱尔数字眼科研究所,在《NPJ digital medicine》(影响因子:12 4)学术期刊发表团队...

文/李林 2025-04-02 10:27

角膜移植点燃生命之光,爱尔眼科致敬全国角膜器官捐献者资讯

角膜移植点燃生命之光,爱尔眼科致敬全国角膜器官捐献者

角膜病是我国第二大致盲眼病

文/屈慧莹 2025-04-02 09:36

千亿GLP-1市场再添重磅产品,华东医药司美格鲁肽注射液国内上市申请获受理资讯

千亿GLP-1市场再添重磅产品,华东医药司美格鲁肽注射液国内上市申请获受理

本次申报适应症为成人2型糖尿病患者的血糖控制

2025-04-01 17:34

默克全球执行副总裁周虹:合作与创新是默克未来五年战略的两大关键词资讯

默克全球执行副总裁周虹:合作与创新是默克未来五年战略的两大关键词

近日,德国默克医药健康全球执行副总裁、中国及国际市场负责人周虹带领医药健康中国及国际市场管理团队开启了2025年度首次“中国行”。

2025-04-01 17:11

首个且唯一,阿斯利康PD-L1单抗获FDA批准治疗肌层浸润性膀胱癌资讯

首个且唯一,阿斯利康PD-L1单抗获FDA批准治疗肌层浸润性膀胱癌

度伐利尤单抗联合吉西他滨和顺铂作为新辅助治疗,随后度伐利尤单抗作为根治性膀胱切除术后的辅助单药治疗,用于治疗肌层浸润性膀胱癌成年患者。

2025-04-01 14:37

全国首个,湖北为脑机接口医疗服务定价资讯

全国首个,湖北为脑机接口医疗服务定价

昨日(3月31日),据“湖北发布”消息,湖北省医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格,其中,侵入式脑机接口置入费6552元 次,侵入式脑机接口取出费3139元 次,非侵入式脑机...

2025-04-01 11:03

一款国产创新流感药,获批资讯

一款国产创新流感药,获批

近日,据国家药监局官网信息显示,青峰医药下属子公司江西科睿药自主研发的1类创新药玛舒拉沙韦片(商品名:伊速达)正式获批上市,用于既往健康的12岁及以上青少年和成人单纯性...

2025-04-01 10:22

26省联盟药品集采启动,聚焦妇科用药和造影剂资讯

26省联盟药品集采启动,聚焦妇科用药和造影剂

近日,山西省药械集中招标采购中心发布《关于做好二十六省联盟药品集中带量采购品种数据填报工作的通知》,开展相关采购数据填报工作。

2025-03-31 21:48

优时比罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革)中国获批,全球首个且唯一双亚型创新药治疗全身型重症肌无力资讯

优时比罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革)中国获批,全球首个且唯一双亚型创新药治疗全身型重症肌无力

作为唯一人源化、高亲和力且具备创新修饰结构的IgG4单抗,关键Ⅲ期MycarinG试验证实罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革®)较安慰剂显著改善全身型重症肌无力患者的多个临床终点与结局。

2025-03-31 15:58

从手术麻醉到生命全周期护航,麻醉学科发展拓宽生命边界资讯

从手术麻醉到生命全周期护航,麻醉学科发展拓宽生命边界

3月26日,由中华医学会麻醉学分会、中国医师协会麻醉学医师分会等23家学协会共同举办的2025年中国麻醉周学术活动的启动仪式举办,该活动以“生命之重,大医精诚——守生命保驾护...

2025-03-31 15:30

欧狄沃联合逸沃成为中国目前唯一获批的肝细胞癌一线双免疫联合疗法资讯

欧狄沃联合逸沃成为中国目前唯一获批的肝细胞癌一线双免疫联合疗法

欧狄沃联合逸沃对比仑伐替尼或索拉非尼,可显著改善不可切除肝细胞癌一线患者的总生存期(OS),客观缓解率(ORR)可改善近3倍,中位缓解持续时间(mDOR)达30个月

2025-03-31 13:45

罗氏制药榜首 “现金牛” 产品罗可适(奥瑞利珠单抗)在华获批:开启多发性硬化症一年两次治疗新时代资讯

罗氏制药榜首 “现金牛” 产品罗可适(奥瑞利珠单抗)在华获批:开启多发性硬化症一年两次治疗新时代

罗氏制药今日(3月31日)宣布,其旗下创新药罗可适®(Ocrevus®,通用名:奥瑞利珠单抗注射液 ocrelizumab injection)正式获得中国国家药品监督管理局批准,每六个月静脉输...

2025-03-31 13:39

与拜耳“分手”后,华堂宁卖得更好了资讯

与拜耳“分手”后,华堂宁卖得更好了

日前,华领医药公布了华堂宁被纳入国家医保目录后首个完整年的业绩数据。

2025-03-31 11:21

三生有幸,医者仁心:三生制药向全体医药工作者致敬!资讯

三生有幸,医者仁心:三生制药向全体医药工作者致敬!

3月30日是国际医师节,由三生制药公益支持的以“三生有幸,医者仁心”为主题的公益活动,携手20位医生代表,以寄语海报的形式,共同向全体医护人员表达诚挚的祝福与关爱。

2025-03-30 17:38

新版药典自2025年10月1日起实施资讯

新版药典自2025年10月1日起实施

3月25日,国家药监局官网发布《国家药监局 国家卫生健康委关于颁布2025年版的公告(2025年第29号)》,2025年版《中国药典》自2025年10月1日起施行。

2025-03-30 17:07