科学家利用CRISPR干细胞疗法赋予蜥蜴新的再生能力

据外媒New Atlas报道,蜥蜴以其再生能力而闻名,能够重新长出尾巴,但新尾巴并不十分完美。现在,南加州大学(USC)的研究人员利用干细胞疗法,让蜥蜴长出更好的尾巴--包括骨骼、神经和所有的东西。这一进展可能对人类更好的伤口愈合有影响。

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当某些种类的蜥蜴受到威胁时,它们可以自断尾巴以躲避捕食者,然后在几周或几个月内长出新的尾巴。然而,替代的尾巴远不是一个完美的复制品--它是由一个坚实的软骨管支撑的,而不是包含骨头和神经的脊柱。

但在新研究中,南加州大学的研究人员找到了一种方法,让蜥蜴的尾巴再生得更接近它们的原样。其技术术语是"背腹侧式",其中背侧或上侧由骨骼和神经组织组成,而下侧或腹侧全部是软骨。由于某些原因,再生的尾巴完全"腹侧化",以生长软骨。

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为了弄清楚发生了什么,研究小组分析和比较了蜥蜴尾巴在胚胎发育过程中和成年后再生过程中的形成方式。在这两种情况下,构建工作都是由神经干细胞(NSCs)完成的,研究小组确定了它们产生的一种分子信号,使组织腹侧化,生长软骨。胚胎NSCs只在尾巴的底部产生这种信号,而成年NSCs则在顶部和底部这样做,形成软骨管。

研究小组尝试了一些方法来阻止再生尾巴的这种腹侧化过程。他们尝试阻断成体NSCs的信号,但新的神经组织仍然没有在尾巴上部的部分重新生长。他们尝试将胚胎NSCs植入成体的尾巴桩,但它们仍然对腹侧化信号有反应。

因此,研究人员使用CRISPR来编辑胚胎NSCs,使它们不会对这一信号做出反应。然后,将这些细胞植入成年蜥蜴的尾巴中--果然,"完美"的尾巴再生了,上面有骨头和神经。就目前而言,该结果对蜥蜴来说只是一个直接的好消息,但这一发现最终可以为可能导致人类再生医学进步的研究提供参考。

“这项研究为我们提供了关于如何提高生物体再生潜力的基本实践,”该研究的通讯作者Thomas Lozito说。“完善不完美的再生蜥蜴尾巴为我们提供了一个蓝图,以改善那些不能自然再生的伤口的愈合,如断裂的人类肢体和脊髓。通过这种方式,我们希望我们的蜥蜴研究将为治疗难以愈合的伤害带来医学上的突破。”

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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