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中国时间: 13:20 2016年12月05日星期一

美国科学家研究动物肢体再生功能


肢体再生,听来像是科幻故事。但是实际上,许多动物,包括蝾螈、蜥蜴、海星和扁体鱼,都有能力重新长出失去或损伤的肢体或尾巴。科学家们正在研究脊椎动物和无脊椎动物中究竟是哪种遗传因子控制肢体再生,人类是怎么失去这种功能的,我们将来是不是重新获得这种功能。

兰迪·达恩是沙漠岛山生物研究所的科学家。这个研究所设在缅因州巴尔港附近,是一个非营利机构。

达恩和他的同事们正在对原始脊椎动物,例如扁体鱼进行研究。这种鱼类和鲨鱼以及黄貂鱼是近亲。研究人员将它的鳍切除,然后观察它重新生长的遗传本能。

达恩说:“一旦我们了解了,我们就能比对这些不同物种如何完成再生,然后我们可以将这种知识适用在较高等的脊椎动物身上,例如人类和老鼠。”

这项工作建立在过去几十年对蜥蜴等动物肢体再生的研究的基础上。达恩说,科学家们对这些动物的细胞组织如何在肢体再生过程中互动,已经有了相当的了解。不过,真正的挑战是了解分子的变化。

他说:“因此,我们现在是要找出哪一种遗传因子促成这个过程。一旦我们了解了这一点,我们就能了解为什么人类不能重新长出肢体。然后,但愿我们可以利用遗传学技术,恢复这种能力。”

华盛顿沃尔特里德陆军医疗中心最近举办的一次研讨会,主题就是“再生医学”。

布朗大学修复及再生医学中心主任罗伊·阿伦博士是一位整形外科医生。他在研讨会上发言时谈到,虽然两栖动物如墨西哥蜥蜴可以再生完整的肢体,目前却没有任何哺乳动物能够做到这一点:“哺乳动物的伤口上回长出胚细胞瘤,然后结疤,在这之后,一切静止下来,不再继续生长。”

阿伦医生指出,人类有重新组合某些器官的能力,例如在肝脏和皮肤被移植到自己的身体之后。但是他说,接受移植不像再生过程那样复杂,也不如整个再生肢体的细胞组织那样繁复。

威克森林大学浸信会医学中心再生复健研究所副主任乔治·韦特曼少将也和其他出席研讨会的专家一样,认为肢体再生是一个非常复杂的过程。

他说:“比如骨骼,骨骼里有骨髓,有软骨组织,有筋和韧带,有血管和神经,还有肌肉和皮肤。你如何让它们不但一起生长,互相辨识,而且如何像一个肢体一样地发挥功能?”

韦特曼预测,随着科学家们掌握更多有关单个组织生长的知识,他们的第一个目标将是一个指头的再生,然后再试验整个肢体再生:“我想,现在我们的极限是一公分。你大概看过一只指头的指尖重新生长的照片。这个我们现在能做到。可是超过一公分, 一切就停止了。”

韦特曼还说,即使我们想出了让这个过程继续下去的方法,下一个问题将是,再生过程是在实验室里进行,还是在断肢者的身上?

那么,专家们预测什么时候人类肢体再生才有可能呢?研究科学家兰迪·达恩对此表示乐观:“我觉得一个合理的目标是,在未来5到10年间,先了解主要的分子基础。然后我想就可以迅速地将这些构想在老鼠和鸡身上做试验。”

但是布朗大学的阿伦认为,还需要几代人的努力,肢体再生才可能成为一个医学现实。他说,技术进步和外科手术的改进目前是再生医学的重心。

关键词:肢体再生,哺乳动物,遗传因子

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