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| 科学家首次实现鸡胚胎断翅再生 | |
作者：腾讯科技 2006-11-28 |
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据国外媒体报道，蝾螈的腿断掉后能够很快长出新的腿，但多数动物已经丧失了断肢再生的能力。现在，美国索尔克生物研究所的一个研究小组成功地让鸡胚胎实现断翅再生（以前人们并不知道鸡也拥有断肢再生能力），这一发现表明包括人类在内的所有脊椎动物天生具有这种潜在的再生能力。 研究报告发表在１１月１７日出版的《基因与发育》杂志网络版上。报告指出脊椎动物的再生能力是由Wnt信号系统控制的：激活鸡等无法正常再生断肢的动物体内的Wnt信号系统可以克服神秘的再生障碍，而使已知具备断肢再生能力的动物(如蛙、蝾螈等)体内的Wnt信号系统失活，则可以抑制它们再生断腿和断尾的能力。 基因表达实验室教授、胡安·贝尔蒙特博士说：“在这项简单的实验中，我们从鸡胚胎中的翅膀上取下一部分，并激活Wnt信号系统后，胚胎又长出了健全完美的翅膀。通过改变几个基因的表达，可以改变脊椎动物断肢再生和重新形成血管、骨头、肌肉、皮肤等每一种必需的组织器官的能力。” 贝尔蒙特说，这项新发现“开启了一个全新的研究领域”。他说：“尽管某些动物在进化过程中丧失了断肢再生能力，但遗传机制可能仍然存在，而且能够重新发挥作用。”以前科学家们认为，干细胞一旦发育成肌肉、骨头等其他类型细胞，就不会再发生改变——如果这些细胞受伤，除了长出疤痕，它们无法再生。 贝尔蒙特说，在现阶段，操纵人类的Wnt信号系统还不能实现，但他希望这些研究结果最终可以对深入了解当前围绕干细胞形成人体新组织和器官进行的研究有所认识。 贝尔蒙特指出，“这是我们考虑如何利用干细胞进行治疗的另外一个方面，理解这一过程将十分有益。我们将可以对断肢伤处体内负责细胞分化Wnt信号路径加以利用，让细胞完成生长出新组织的工作。 科学家已经知道Wnt基因家族（最先在果蝇体内发现wg基因）的成员在胎儿发育等细胞增殖过程中发挥作用。贝尔蒙特领导的基因表达实验室已经对Wnt信号系统在肢体发育中的关键作用进行过描述。１９９５年，索尔克生物研究所首次实现让处于胚胎状态的鸡长出额外的肢。２００１年，他们发现Wnt信号系统在促使正常肢和畸形肢的发育中起着关键作用。 这项研究是为了发现Wnt信号是否也参加了肢体再生。科学家们选择了三组脊椎动物：斑马鱼和蝾螈，它们是终生可以实现断肢再生的；青蛙，它只是在有限的生长关键期具有断肢再生能力；小鸡，它不具有断肢再生能力。 为控制动物的再生能力，索尔克生物研究所的科学家们使用了Wnt信号的抑制与刺激因素，这些因素可以直接作用到切断肢体的地方。 科学家们在成年斑马鱼和蝾螈身上发现，抑制Ｗnt信号能够阻止正常的再生能力。相反，他们对发生变异无法进行肢体再生的成年斑马鱼施加Ｗnt信号刺激，它们再生鱼鳍的能力又得以恢复。 在青蛙断肢再生能力丧失之前抑制Ｗnt信号能够使这种能力丧失，而在青蛙失去这种断肢再生能力后再刺激Ｗnt信号，能够使它再生出新的肢体。 科学家完成了最关键的实验，在鸡胚胎上成功地检验了断肢再生能力的刺激因素的效果。贝尔蒙特说，“信号系统重启了这一过程，参与肢体生长的基因重新发生作用。这真是太神奇了。” 但是，实验程序要十分精细。贝尔蒙特注意到，如果在这些动物身上激活Ｗnt信号时间过长会引发癌症。贝尔蒙特指出，“这必须加以控制，仅是针对少数细胞进行特定时间的操作。但我们知道了这一事实，这一信号系统参与了细胞分裂，不管它是断肢再生、控制干细胞还是产生癌症。” |