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小鸡快长  

2006-11-29 14:13:00|  分类: 视野 |  标签: |举报 |字号 订阅

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小鸡快长
小鸡快长 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
www.thebeijingnews.com · 2006-11-27 9:49:01 · 来源: 新京报
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  科学家成功令小鸡断翅再生,距实现人类再生又近一步

  壁虎掉了尾巴,会马上再长一个新的出来,但大部分的动物都没有能力再生丢失的肢体。不过,现在,一些生物学家在再生技术上有了突破:他们能够让再生能力极弱的小鸡也自行把丢失的翅膀长出来,这个技术突破意味着这种再生能力也许存在于所有的脊椎动物身上,包括人类。

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小鸡站在小鸡基因图上。

  小鸡再生实验的Wnt信号

  地球上的生命都具有一定的再生性,人类也具有一定再生能力,但表现极为有限,比如表现在内脏、血液、表皮等等,而一些较为低等的动物则具有很强的再生能力:壁虎的尾、蝾螈的肢、螃蟹的足在失去后都可重新形成,海参则可以形成全部内脏。而现在一则小鸡断翅再生实验让再生能力很弱的小鸡成了主角。

  “鸡翅再生实验”发表在上周的《基因和发展》期刊上,脊椎动物的再生能力是由细胞中强大的Wnt信号系统控制的,在他们的研究中,对于小鸡等再生能力很弱的动物,当科学家激活了其细胞中的Wnt信号系统时,它们就能自己生出翅膀来了,而另一组实验中,当科学家关闭了青蛙、蜥蜴等通常意义上很能再生的动物的Wnt信号系统时,它们却不再具有了再生能力。

  “这个实验其实很简单,我们弄掉了胚胎小鸡的部分翅膀,激活了Wnt信号,结果整个翅膀就长出来了,一个漂亮、完整的翅膀。”贝尔摩特博士说,他领导了美国加利福尼亚州的索尔克生物研究所的这个基因小队,“当你改变了一些基因的信息时,你就可以改变动物的再生能力,重新生出血脉、骨头、肌肉、皮肤以及一切你需要的东西。”这项研究“打开了再生基因研究上的全新的一页”,贝尔摩特博士说,“即使对于一些在进化中丧失了再生能力的动物,这方面的保留基因机制可能依旧存在,并运行起来。”1995年,索尔克实验室研究院首次证明了他们能引导小鸡肢体的生长,而2001年,他们发现了Wnt信号在驱使正常和非正常肢体生长中的关键作用。

  ■新知补丁

  Wnt信号途径:Wnt信号途径是蛋白质组成的一种复杂网络,在胚胎生成和肿瘤形成中具有很重要的作用,其在成年动物的正常生理过程中也同样发挥作用。

  Wnt的名字是由“无翼”(Wg,wingless)基因和“Int”细胞两个词组成的。“无翼”基因最先在果蝇中发现,其在胚胎形成期和变形阶段的肢体形成期发挥作用。而Int基因也是脊椎动物特有的基因,最先在老鼠的乳癌中发现。

  人类离再生还有多远

  目前,索尔克的研究证明是否Wnt信号在三类不同的脊椎动物身上都起了很大的再生作用:能终身再生肢体的斑马鱼和蜥蜴;只能在胚胎时期的特定阶段生长出新四肢的蛙类;以及不能再生四肢的小鸡。

  为控制动物的再生能力,索尔克研究者在Wnt信号上使用了抑止和刺激两种元素,分别直接运用在已经被截断一条肢体的实验胚胎上。

  在成熟斑马鱼和蜥蜴上,他们发现当用抑止元素阻止了Wnt信号时,它们也同时阻止了正常的再生,而相反,当他们在无法再生的变种斑马鱼身上对Wnt信号采纳了刺激元素,则再生能力也恢复了。

  而在青蛙身上,当它们还处在能再生肢体的阶段时,研究者采用了抑止元素,则导致了其再生能力的丧失,而当青蛙过了再生肢体阶段后,当用了刺激元素,则使其又生出了新的肢体。

  然后科学家就开始着手最关键的实验,他们只用了刺激元素刺激Wnt信号,最终成功令原本没有生翼能力的小鸡胚胎也长出了翅膀。“Wnt信号重新启动了整个再生过程,翅膀中原来分化过的细胞再回到了分化前的位置,”贝尔摩特说,“这真太神奇了。”过去,科学家以为如果干细胞能转而变成肌肉、骨头等其他形式的细胞,这都是命中注定不可控制的,而如果这些细胞受损了,他们并不会再生,而只是变成疤痕组织。

  不过,科学家表示,目前这项技术还没有达到让人类再生的能力,但贝尔摩特博士希望这个发现能给目前干细胞再生人体组织的研究指明方向,他举了个例子,Wnt信号也许能够有个细胞“反分化”的过程,推动成熟的细胞“退化”,回到干细胞的样子,然后再次进行细胞分化,按照需求成长出肢体需要的各种组织。

  Wnt基因家族的成员在细胞繁殖过程中起到很重要的作用,尤其在胎儿生长和癌症扩散方面,而这次贝尔摩特实验室的成员指出了Wnt在肢体生长中的重要作用。

  同时,博士也注意到,在这些动物身上,如果Wnt信号被激活的时间太长,癌症就会产生了。“我们必须用控制实验的办法,而且必须在一定时间内对少数细胞进行实验。”他说,“因为这个信号在整个细胞繁殖过程中存在,不仅是产生或再生肢体、控制干细胞,同样也会产生肿瘤。”

  编译/本报记者 金煜

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