这是塔夫茨大学(Tufts University)最新的开创性研究结果,通过穿戴式生物反应器再生成年非洲爪蟾部分残骸的能力仅在自然条件下的非洲爪蟾幼儿时期提供。(托马斯a爱迪生)。
这进一步提升了最终实现人类截肢再生的希望。科学家在研究中使用非洲爪蟾作为他们的研究对象,年幼时期的非洲爪蟾可进行肢端再生,但是在其进入成年时期后,该物种如果丢失了肢端,就会长出一种软骨残端取代。新研究的核心技术是塔夫茨大学工程学院开发的穿戴式生物反应器,该装置本来设计贴在在伤口上,使用一种丝素蛋白水凝胶,释放小分子化合物/药物,进行受损组织修复。而研究小组将该穿戴式生物反应器用于释放类固醇激素孕酮(steroid hormone progesterone)
研究主要作者Celia Herrera-Rincon称 “我们采用孕酮,因为其具备诱导神经修复和再生的可能。其同时能够调整免疫反应促进细胞组织愈合,并且触发血管和骨组织的再生。孕酮同时能够调控细胞的生物电梯度,让细胞外膜能渗透进驱动细胞再生和体组织形成的离子。”
在一次实验中,研究团队让断肢非洲爪蟾穿戴释放类固醇激素孕酮的生物反应器,在24小时的实验时期中,团队发现其激发了9个月的基因表达改变,神经分布和组织生长过程。结果让断肢非洲爪蟾生长出了蹼状结构,而非软骨的残端(如图)。这一结果有待进一步研究,显示了通常被认为缺失断肢生长能力的动物,通过这种方法再生部分残肢的可能性。
研究论文通讯作者Michael Levin称这种生物反应器模型有望作为新型平台,帮助人们寻找能够可控、药物释放的治疗过程,可以激发长期的组织修复,再生过程。
这一论文已经被发表在《细胞报告》期刊中,研究团队希望基于此突破研究开展哺乳动物的组织修复再生研究。