
壁虎在断尾之后,会释放一种名为“成长素”的神奇激素。这种激素能够刺激细胞再生,促使尾巴重新长出来。壁虎的这一再生能力,与我们头发、指甲剪短后可以重新生长,以及伤口愈合的过程有着相似之处,都是依赖细胞的再生能力。但这种再生能力仅在尾巴断裂的特定情况下被激活。
尽管壁虎能够断尾重生,但新长出的尾巴并不完美。从图片中我们可以看到,新生的尾巴显得较为臃肿且不够灵活,与原来的尾巴相比存在明显差距。原来的尾巴包含脊柱等重要结构,而新生的尾巴则主要是简单的软骨管,可以称之为壁虎的“临时替代品”。
最近,《自然通讯》上的一项研究为我们带来了希望之光。南加州的科学家们成功利用蜥蜴的干细胞,帮助失去尾巴的蜥蜴重新长出包含脊柱等结构的全新尾巴。这一研究的领衔人物是凯克医学院的整形外科、干细胞生物学和再生医学助理教授托马斯洛齐托。他认为,这是爬行动物、鸟类或哺乳动物通过干细胞技术改进附属物再生的罕见案例之一,同时为人类伤口愈合提供了新的启示。
这些新生、更为完善的蜥蜴尾巴展示了独特的“背腹模式”,即尾巴的上部或背部有骨骼等结构,下部或腹部则是软骨。洛齐托表示,尽管蜥蜴已经存在了数亿年,但在此期间的尾巴再生案例中,从未出现过背腹型的尾巴。他们的团队成功地在实验室里创造了第一条具有骨骼等结构的完美再生尾。
为了实现这一突破,南加州大学以及匹兹堡大学医学院的科学家团队深入研究了成年蜥蜴尾巴再生的机制,并与胚胎发育过程进行了比较。在这个过程中,干细胞发挥了核心作用。
成年蜥蜴的干细胞会产生一种“腹向信号”分子,这种信号会阻止骨骼等结构的形成,却促进了软骨的生长。这种分子信号导致新生的尾巴呈现出臃肿的软骨管形态。相较之下,胚胎干细胞只在尾巴的下侧或腹部产生“腹向信号”。
为了克服成年蜥蜴干细胞的问题,洛齐托的研究团队使用基因编辑工具让这些细胞对腹向信号失去反应。然后,他们通过手术将这些细胞植入成年蜥蜴的断尾残端,成功实现了完美的尾巴再生。
洛齐托表示,这项研究为我们提供了提高生物体再生潜能的重要方法。通过改善不完美的再生蜥蜴尾巴,他们为治疗人类难以愈合的伤口等提供了可能的治疗方案。他们希望这一研究成果能在医学领域实现突破,为那些需要改善伤口愈合的患者带来。
