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再生醫(yī)學(xué)一大進(jìn)步：科學(xué)家用“靈藥”成功讓斷腿青蛙重生

發(fā)布日期： 2022-02-07 11:29:23 來源：科技日?qǐng)?bào)

讓失去的肢體再生，目前仍是火蜥蜴或是電影中超級(jí)英雄的“專屬能力”。但據(jù)近期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究，美國科學(xué)家用一種混合藥物成功讓失去腿的青蛙重生新腿，讓人們離再生醫(yī)學(xué)的目標(biāo)又近了一步。

美國塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)威斯研究所科學(xué)家在硅膠材質(zhì)的可穿戴生物反應(yīng)器罩頂上涂抹了一種“靈藥”——含有5種藥物混合物的絲蛋白凝膠，然后密封在無法自然再生四肢的成年青蛙的殘肢上，在短短24小時(shí)內(nèi)，藥物就能觸發(fā)腿的再生。這一短暫的治療開啟了青蛙長達(dá)18個(gè)月的再生長期，最終，它恢復(fù)了一條有功能的腿。

這種硅膠材質(zhì)的反應(yīng)罩名為BioDome，可以覆蓋在青蛙從膝蓋處截肢的傷口上。

當(dāng)人類或哺乳動(dòng)物失去一條大的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的肢體，如手臂或腿之后，不能通過任何自然的再生過程重新恢復(fù)。事實(shí)上，這是由于身體更傾向于用無定形的瘢痕組織包住嚴(yán)重的損傷，保護(hù)它不會(huì)進(jìn)一步失血和感染，并防止進(jìn)一步的生長。

此次使用的5種藥物中，每種藥物都有不同的用途，包括抑制炎癥，抑制膠原蛋白的產(chǎn)生(這會(huì)導(dǎo)致瘢痕形成)以及促進(jìn)神經(jīng)纖維、血管和肌肉的新生長。這種藥物組合和生物反應(yīng)器提供了一個(gè)局部的羊膜樣環(huán)境和生長信號(hào)，使身體不受瘢痕組織干擾，轉(zhuǎn)而進(jìn)行再生過程。

研究人員觀察到，許多接受治療的青蛙的組織急劇生長，重新長出了一條功能幾乎完全正常的腿。新的肢體具有延伸的骨骼結(jié)構(gòu)，其特征類似于自然肢體的骨骼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部組織(包括神經(jīng)元)的補(bǔ)充更加豐富，盡管沒有底層骨骼的支持，但從肢體末端長出了幾個(gè)“腳趾”。再生的肢體會(huì)移動(dòng)，并能對(duì)硬纖維觸摸等刺激作出反應(yīng)，青蛙能夠利用它在水中游泳，就像正常的青蛙那樣。

研究人員探索了短暫干預(yù)可能導(dǎo)致長期增長的機(jī)制。在治療后的最初幾天內(nèi)，他們檢測(cè)到了已知分子通路的激活，這些分子通路通常存在于發(fā)育中的胚胎，可幫助身體成形。這些通路的激活可讓肢體自身處理生長和組織的任務(wù)，就像在胚胎中發(fā)生的那樣，而不需要在生長肢體所需的數(shù)月時(shí)間內(nèi)進(jìn)行持續(xù)的治療干預(yù)。(科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者張佳欣)