变异蝾螈重新长出正常肢体 代替有缺陷的肢体

摘要:

这听起来像是《X 战警》里的情节,但它却是在加利福尼亚州的一个实验室实际发生的:变异蝾螈在被切掉有缺陷的附肢后,长出了完美的四肢。这一发现有助于科学界进一步了解再生的原理。

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尽管有报道称,幼儿的指尖被切断后可以再生,但作为一个物种,人类在"被切断的肢体还能长出来"这一点上远远落后于其他物种。而地球上的一系列其他生物却并非如此,其中著名的包括蝾螈和其他两栖动物。因此,对它们进行研究,可以帮助我们更好地了解再生是如何进行的,也许有一天我们也能利用这种超能力。

加州理工学院贝克曼研究所所长、生物学教授玛丽安-布朗纳说:"某些动物,如斑马鱼和蝾螈能够再生身体部位,但在生命进化树的更高层次上,再生却很少发生。虽然我们已经看到,一些人类婴儿的手指尖确实可以再生,但这种能力并不会持续到成年。我们希望了解再生的分子过程。"

为此,布朗纳和一组研究人员与日本国立基础生物学研究所铃木健一实验室的科学家们开展了一项合作研究。由于生物体只有在胚胎阶段才会定期长出四肢,研究人员很想知道,调节这一过程的化学物质是否会参与生命后期的再生能力。

于是,他们把目光转向了伊比利亚肋纹蝾螈,因为这种蝾螈不仅能再生被切掉的身体部位,甚至还能再生部分心脏。在那里,他们重点研究了一种被称为成纤维细胞生长因子 10 或 FGF10 的分子,这种分子参与了动物(以及人类)胚胎阶段的肢体发育。

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Miyuki Suzuki 创造了一个缺乏 FGF10 的蝾螈品系,以研究这种分子如何影响蝾螈的再生能力。变异蝾螈的后腿畸形,经常发育不良或缺失手指。然而,当这些肢体被手术切除后,这些动物又长出了发育完美的肢体。这让研究人员意识到,肢体生成和肢体再生之间的过程可能有很大不同,这为今后的研究开辟了新的目标。

特别是,研究小组认为,另一种生长因子 FGF8 在再生中的作用可能比 FGF10 更大。FGF8也参与胚胎发育,但它在神经细胞发育过程中起着特殊的信号作用。

研究人员在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academyof Sciences)杂志上发表的一篇关于这项研究的论文中写道:"发育与再生之间的一个重要区别就是神经的存在。众所周知,神经衍生因子在再生过程中起着至关重要的作用。这些发现和我们的研究结果提出了一种可能性,即通过包括神经衍生因子在内的再生线索直接诱导FGF8而不是FGF10,可能是urodeles(有尾巴的两栖动物)肢体再生的关键。"

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