壁虎尾巴的秘密可以帮助治愈人类脊柱损伤

壁虎尾巴的秘密可以帮助治愈人类脊柱损伤

人类往往认为自己是优越的物种。但我们治愈身体的方式非常简单:我们(通常)可以很好地修复骨骼,但如果我们失去肢体或脊髓受损,我们几乎就无能为力了。壁虎在这方面要优越得多。当它们失去尾巴时,它们会长出新的尾巴。没什么大不了的。现在,研究人员对哪些细胞使这种再生过程成为可能有了更好的了解。他们认为这些信息可以帮助我们找到人类更好的自愈方法。

拥有再生能力的动物并非只有壁虎。斑马鱼可以完全再生失去的心脏和脊髓部分,蝾螈则可以替换失去的任何肢体或身体器官。

加拿大圭尔夫大学发育生物学家马修·维卡尤斯说:“对许多科学家来说,这些是再生物种的终极形式。”

但豹纹壁虎有吸引维卡尤斯的地方。首先,它们的大部分脊髓都藏在尾巴里。其次,当这些壁虎遇到捕食者时,它们会毫不费力地自行脱下尾巴,这使得它们非常容易研究。“我们只要用力捏一下它们的尾巴,尾巴基本上就会掉下来,”他说。许多其他再生物种更不愿意放弃它们的肢体,这使得研究它们的技能变得困难。

当它们感觉到被抓时,蜥蜴会用力将尾巴的那部分拔出,并在一个月内长出新的尾巴。Matthew Vickaryous/圭尔夫大学

此外,一旦失去尾羽,该物种只需一个月左右就能重新长出尾羽。考虑到人类需要十多年才能长到成年身高,这已经相当快了。

根据之前对其他肢体再生物种的研究,科学家推测一定有某些类型的干细胞参与其中。干细胞本质上是空白的,可以根据需要发育成各种不同类型的细胞,如皮肤、肌肉或心脏细胞。

Vickaryous 的团队通过捏住壁虎的尾巴并观察细胞水平上发生了什么来研究这一现象。他们发现,一旦尾巴脱落,一组称为放射状胶质细胞的特定干细胞就会开始活动。它们会繁殖并开始产生各种对损伤作出反应的蛋白质。在一个月的时间内,这个过程会导致尾巴完全再生。Vickaryous 和他的团队最近在《比较神经学杂志》上发表了他们的研究成果。

他们发现,最有趣的是,当尾巴脱落时,会迅速形成血凝块,封住伤口。如果团队在血凝块形成时将一块皮肤贴到该区域,尾巴将无法再生。他们说,这表明开放性伤口本身有助于发出需要更换的信号。如果你覆盖伤口,这些信号就会停止——再生过程也是如此。

当我们人类的脊髓受伤时,我们基本上会在脊髓周围形成疤痕组织。疤痕组织是一种较小的、更基本的皮肤形式。这有助于减少炎症。但维卡利尤斯说,这可能会阻止我们再生脊髓组织。壁虎不会形成这种疤痕——它们不会像人类那样产生炎症——但它们最终会恢复正常。“我们认为,没有疤痕是它们能够再生的一个重要特征,”他说。

那么,为什么我们会形成疤痕组织而不是新细胞呢?这是一个大问题。负责再生的干细胞类型——放射状胶质细胞——在人类胎儿发育时在大脑和脊髓中极其丰富。然而,一旦我们完全发育,大多数这些细胞就会消失。维卡里尤斯认为,这可能是我们无法再生脊髓的主要原因——我们缺少专门负责这项工作的细胞。

Vickaryous 和其他研究人员想要回答的问题是,将这些放射状胶质干细胞重新引入受伤区域是否可以防止疤痕组织形成,从而促进再生。这个想法并不那么崇高。壁虎只需激活这些干细胞就能在 10 年的生命周期内不断再生尾巴。研究人员的下一个目标是弄清楚壁虎如何再生身体的其他部位,包括脑细胞,这样他们就可以更好地了解这些放射状胶质细胞在不同情况下是如何工作的。

虽然可以肯定地说人类短期内无法再生肢体,但了解壁虎修复脊柱的能力至少可以让我们朝着正确的方向前进。

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