“生物反应器”助蛙断肢再生 有望治疗脊髓损伤

2018-11-08 13:46 m88明升网

  【m88明升网综合报道】据英国《每日邮报》11月6日消息,美国科学家研发出一个具有变革意义的装置——“生物反应器(bioreactor)”,有助于残疾蛙再生四肢。这一研究成功或将应用于人类的脊髓损伤治疗。研究发表在了《细胞报告》期刊上,介绍了一种新的测试‘电子疗法’或细胞刺激疗法的模型。

  科学家们用成年水生非洲爪蟾来进行研究。他们表示, “生物反应器”是通过激素孕酮来促进四肢的再生。该研究的资深作者、塔夫茨大学发展生物学家Michael Levin博士说,成年蛙若是没了四肢,充其量只能长回一点,而且又薄又软。他说:“在我们的实验中,这些蛙经历了非一般的再生反应,长出的四肢与上述情况相比更大更坚固。”

  科学家们以硅为原料,3D打印出生物反应器,并用水凝胶对其进行填充。水凝胶与水合性质的丝蛋白结合,在添加孕酮前能起到增强愈合与再生效果的作用。

  研究人员将青蛙分成三组:实验组、控制组与假模组。实验组和假模组的青蛙在截肢后立即装上生物反应器。实验组青蛙的生物反应器将孕酮释放至截肢处。无论任何情况,都要在24小时候将反应器取下。在9个半月的实验过程中,需要定期观察实验组青蛙的情况。观察发现,生物反应器对肢体再生程度有促进作用,而其它组并没有这种现象。

  生物反应器的促进作用不仅体现在速度,还体现在发育程度:肢体的再生形状与正常肢极其相似。Levin博士说:“生物反应器为伤口愈合提供环境支持,使其能够像胚胎发育那般。简单的应用就促进了几个月来伤口愈合和肢体发育情况。”Levin博士及其团队进一步观察发现,实验组青蛙的再生肢体与对照组及假模组的相比更厚,骨骼更成熟,神经及血管发育也更健全。

  研究小组还通过对青蛙在水槽中的录像分析,发现实验组的青蛙的游泳能力更接近健康蛙。进一步分析表明,该生物反应器改变了截肢部位细胞中的基因表达。博士还说,对基因表达的影响包括氧化应激,血清素能信号转导,以及白细胞活性上升,其它信号相关信号活性下降。

  研究人员还观察到,实验组青蛙的结疤变慢、免疫反应变慢。这表明孕酮抑制了身体对伤口的自然反应,对再生过程有益。塔夫斯大学莱文实验室的神经科学家Celia Herrera Rincon博士说:无论是促进再生,还是针对脑功能,孕酮的作用都是局部的、针对特定组织的。我们主要想证明的是:也许肢体再生离我们并不遥远。(实习编译:刘明亮 审稿:刘洋)

责编:沙琼
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