211service.com
Regenererande kycklingvingar
Salamandrar och zebrafiskar kan få nya lemmar och fenor, men hugga av ditt eget finger, och det kommer inte att växa ut igen. Nu har forskare i San Diego kunnat regenerera vingar i kycklingembryon, som normalt inte kan växa nya lemmar. Resultaten flyttar forskare ett steg närmare att förstå hur man kan framkalla regenerativ kraft hos människor.
Regenerering involverar sannolikt en kombination av faktorer, säger Stephen Badylak , en forskare vid McGowan Institute for Regenerative Medicine, i Pittsburgh, PA, som inte är involverad i forskningen. Om vi kan identifiera de viktigaste och sätta ihop dem, kan vi förmodligen framkalla regenerering.
När en salamander tappar ett ben täcker specialiserade epitelceller såret och bildar en flerskiktsstruktur. Dessa celler utlöser sedan muskel-, nerv- och bindvävscellerna nedan för att dedifferentiera (i huvudsak förlorar de specialiserade egenskaper som gör dem till en neuron eller muskelcell), delar sig och bildar en boll av stamcellsliknande celler. Cellkulan börjar utvecklas som en normal lem gör, och bildar nya muskler och ben för att producera en helt ny lem.
Medan många djur har denna kapacitet - inom djurriket kan fler arter regenerera lemmar än inte kan - har däggdjur till stor del förlorat den. Av skäl som ännu inte är klarlagda bildar de istället ärr när de skadas. Men många utvecklingsbiologer tror att om de kan förstå regenereringsprocessen kommer de att kunna framkalla den hos människor. Processen kan potentiellt reparera skadad vävnad, såsom inträffar i hjärtmuskeln efter en hjärtattack, eller till och med stimulera tillväxten av nya lemmar.
Forskare har nu identifierat en genetisk påkopplare som utlöser regenerering i utvecklingsstadier när djuret normalt saknar kapacitet. Yasuhiko Kawakami och kollegor vid Salk Institute for Biological Studies, i La Jolla, CA, utförde experiment på kycklingar och grodor där de överaktiverade en uppsättning gener, kallad Wnt-vägen, kända för att vara involverade i regelbunden utveckling och tros vara involverade i regenerering. När generna aktiverades i kycklingembryon som hade fått sina utvecklande vingar borttagna, utlöste åtgärden tillväxten av en ny lem. Hos grodor, som kan regenerera lemmar när de är grodyngel men inte som vuxna, förlängde aktivering av generna den tidsperiod som grodyngel kunde regenerera.
Vi tror att kontrollerande aktivitet av Wnt kan ha potential att få vävnad att regenereras som normalt inte regenereras, säger Kawakami, en utvecklingsbiolog som genomförde studien med Juan Carlos Izpisua Belmonte , även vid Salken.
Kawakami varnar för att både tidpunkten och varaktigheten av genuttryck är avgörande. Om generna var påslagna för länge utvecklades onormala lemmar. Och om generna uttrycktes för sent i utvecklingen kunde nya lemmar inte växa.
Experter säger att fynden är spännande, men de varnar för att mycket återstår att göra innan nya lemmar kan odlas hos däggdjur. Studierna ägde rum på djur som fortfarande utvecklas, vars celler sannolikt är mycket mer flexibla när det gäller att inducera regenerering, säger Hans-Georg Simon , en utvecklingsbiolog vid Northwestern University, i Chicago, som studerar lem- och hjärtregenerering. Till och med däggdjur, inklusive människor, uppvisar vissa regenerativa förmågor. Under vissa omständigheter kan barn så gamla som fem år få en ny fingertopp om såret behandlas på rätt sätt. Men den förmågan går förlorad när vi åldras.
Den här vägen är utan tvekan kritisk, säger Simon. Men andra okända faktorer behövs förmodligen för att återaktivera vuxen, helt differentierad vävnad för att rekonstruera en ny struktur.
Badylak tillägger att regenerering hos däggdjur sannolikt kommer att kräva hämning av vårt normala immunsvar, vilket utlöser inflammation på platsen för ett sår. Inget av djuren som kan regenerera lemmar visar denna typ av immunsvar.