211service.com
Išspręsta galūnių regeneracijos paslaptis
Salamandros turi pavydėtiną gebėjimą atauginti amputuotus ar sužalotus priedus; jie atkuria visus naujos kūno dalies kaulus, raumenis, odą, kraujagysles ir nervus taip, kad sunku pasakyti, ar jos kada nors trūko. Dėl šio sugebėjimo salamandros buvo populiarios mokslininkų, tyrinėjančių regeneraciją ir bandančių sužinoti, kaip žmogaus ląsteles galima priversti atlikti tą patį žygdarbį, tema.
Vėl gryžo : Schwann ląstelės čia pavaizduotos salamandros galūnėje. Kai galūnė po amputacijos ataugo, tik šios ląstelės apsivyniojo aplink nervines skaidulas; kitų tipų ląstelės nevirto Schwann ląstelėmis.
Salamandrose nauji audiniai atsiranda iš naviko tipo ląstelių masės, kuri susidaro pažeidimo vietoje, vadinama blastema. Iki šiol dauguma mokslininkų manė, kad blastemoje yra kamieninių ląstelių populiacija, kuri tapo pluripotentiška – galinti sukurti visus reikalingus audinius. Bet naujas straipsnis žurnale Gamta pateikia įrodymus, kad taip nėra. Vietoj to, regeneracijoje dalyvaujančios kamieninės ląstelės sukuria tik audinių ląsteles, iš kurių jos atsirado. Išvada rodo, kad regeneracijai nereikia, kad ląstelės persiprogramuotų taip dramatiškai, kaip manė mokslininkai.
Elly Tanaka Regeneracinės terapijos centro Drezdene (Vokietija) vadovaujantis mokslininkas teigia, kad daugeliui žmonių susidarė įspūdis, kad šios blastemos ląstelės yra vienodos. Tanakos laboratorija netgi anksčiau parodė, kad viena raumenų skaidula gali sukelti kelių tipų ląsteles regeneruotoje galūnėje. Tačiau ankstesni tyrimai, pasak jos, rėmėsi netobulais ląstelių sekimo metodais, pavyzdžiui, naudojant fluorescencinius dažus, kurie galėjo nutekėti į kitas ląsteles.
Naujausiame tyrime Tanakos komanda panaudojo naują metodą, skirtą stebėti skirtingų audinių ląstelių likimą tam tikros rūšies salamandroje, vadinamoje aksolotliu. Tyrėjai pirmiausia sukūrė transgeninius aksolotlius, kurių visame kūne buvo žalias fluorescencinis baltymas (GFP). Kai gyvūnai dar buvo embrionai, tyrėjai pašalino audinio gabalėlį iš transgeninių gyvūnų galūnių srities ir persodino audinį į tą pačią vietą netransgeniniuose aksolotluose. Transplantacijos buvo įtrauktos į augantį kūną kaip normalios ląstelės, o kai transplantacijos recipientų galūnės buvo nutrauktos, tyrėjai galėjo stebėti fluorescencinių ląstelių likimą, kai galūnė atauga.
Tyrėjai naudojo šį metodą, norėdami stebėti vidinės ir išorinės odos, raumenų ir kremzlių ląstelių, taip pat Schwann ląstelių, izoliuojančių nervines skaidulas, likimą. Jie nustatė, kad, priešingai nei ankstesni įrodymai, raumenų ląstelės amputacijos vietoje tampa tik naujos galūnės raumenų ląstelėmis. Kiti ląstelių tipai taip pat prilipo prie ankstesnės tapatybės; Vienintelė išimtis, sako Tanaka, yra ta, kad vidinių odos ir kremzlių sluoksnių ląstelės gali transformuotis viena į kitą. Tačiau dažniausiai ji sako, kad blastema nėra vienalytė ląstelių masė, o kamieninių arba pirmtakų ląstelių mišinys iš skirtingų audinių, kurie viso proceso metu lieka atskirai.
Specifinė ląstelė : Šiame paveikslėlyje parodyta regeneruotos salamandros galūnės dalis. Fluorescenciniu būdu pažymėtos Schwann ląstelės (žalios) yra apvyniotos aplink nervus (raudonos spalvos). Kitose ląstelėse fluorescencijos nerasta (mėlyna), o tai rodo, kad Schwann ląstelės regeneracijos metu nevirsta kitų tipų ląstelėmis.
Mokslininkai taip pat išsiaiškino, kad kai kurios ląstelės prisimena ne tik savo tapatybę, bet ir padėtį kūne. Pavyzdžiui, kremzlės ląstelės prisimena, ar jos turi sudaryti žastą, apatinę žastą ar plaštaką, o Schwann ląstelės tiesiog migruoja bet kur, kur reikia.
Tanaka sako, kad atradimas išprovokuos didelį mąstymo apie regeneracijos reikalavimus pokytį. Aiškindama, kodėl salamandros gali atauginti galūnes, o žmonės – ne, ji sako, kad hipotezė buvo ta, kad salamandros gali stipriai pakeisti ląstelių tapatybę. Tačiau iš tikrųjų jų ląstelės niekada nepraranda savo tapatybės; Vietoj to, atrodo, kad jie naudoja audiniams specifines kamienines ląsteles, galinčias sukurti tam tikrą naujosios galūnės dalį. Tanaka pabrėžia, kad žmonės taip pat turi specifinių audinių kamieninių ląstelių, kurios pakeičia įvairių rūšių audinius. Galbūt salamandros nedaro nieko sudėtingesnio nei tai, ką darytų žmogaus kamieninės ląstelės, sako ji. Norint paskatinti žmogaus ląsteles atsinaujinti, gali nereikėti tokių drastiškų veiksmų, kaip padaryti, kad ląstelės būtų pluripotentinės.
Alejandro Sánchez Alvarado , mokslininkas, studijuojantis regeneraciją Jutos universiteto medicinos mokykloje, teigia, kad šis persodintų ląstelių genetinio tatuiruotės metodas yra naujas metodas regeneracijos srityje. Tanaka mano, kad ankstesni tyrimai galėjo suklaidinti tyrėjus, taikydami netobulus sekimo metodus, tokius kaip dažikliai, kultivuojant ląsteles prieš jas persodinant ir galbūt jas pakeičiant arba leidžiant skirtingų tipų ląstelėms užteršti mėginius.
Sánchezalo teigia, kad mintis, kad blastemose buvo keli skirtingi ląstelių tipai, buvo mažumos hipotezė ir kad šis tyrimas rodo, kad ši hipotezė pasirodė teisinga. Jis įspėja, kad mokslininkai dabar turi nustatyti, ar šis reiškinys yra toks pat suaugusiems aksolotlams ir tritonams, kurie yra pagrindinis regeneracijos tyrimų organizmo modelis. Tačiau jei paaiškėtų, kad tas pats mechanizmas yra kitų regeneracijos atvejų pagrindas, tai pakeistų tai, ką, mokslininkų nuomone, reikia norint atauginti kūno dalis, sakė Sánchezsays. Tačiau lieka neatsakytas pagrindinis klausimas: jei žmonės jau turi specifinių audinių kamieninių ląstelių, kuo tiksliai skiriasi mūsų ląstelės nuo salamandrų ląstelių?