上QQ阅读APP看书,第一时间看更新
第三节 利用发育及低等生物再生的调控机制引导再生的展望
人类一直梦想着能拥有与某些低等生物相同的再生能力,能够利用此能力完成组织再生,尤其是那些高等动物不可能再生的组织和器官的再生。通过研究低等动物再生的调控机制进而在高等动物中实现或模拟其中的机制,似乎一直是从事再生研究的科学家的目标。然而,动物等级上的巨大差别,使得器官组织甚至基因组结构存在巨大差别。利用此种思路进行再生能力的拓展并非易事。一般来讲,动物的再生组织的能力是所有多细胞动物所共有的古老程序。因此,科学家们一直希望蝾螈的再生能力依赖于基础遗传学程序,而该程序潜伏在包括哺乳动物在内的所有动物中,这样他们就可以在再生医学中利用蝾螈的再生机制。然而蝾螈的基因组十分庞大,比人类基因组大十倍,要从头获得蝾螈的全基因组序列不容易。经研究获得了超过120 000个RNA转录本,约有15 000个转录本编码蛋白质,其中有826个转录本是蝾螈所特有的。这些转录本中包含了不同器官所有再生阶段的转录本,这些转录本中的一部分与其他生物相似。通过对蝾螈胚胎和幼体的心脏、四肢、眼睛、尾、肝脏、脾脏等组织中再生过程表达的蛋白的分离以及质谱分析方法,对这些蛋白进行分类及与转录本的比对。研究结果显示,蝾螈再生能力的进化较晚,英国伦敦大学学院Jeremy Brockes发现,蝾螈再生组织所表达的蛋白并不存在于其他脊椎动物。因此,利用蝾螈再生提供的信息促进高等动物的再生并非易事。
尽管面对着巨大的差异性,低等动物再生能力以及其模式控制的机制同样能够给人们足够有用价值的信息去探索高等动物的再生能力的拓展。同时,发育模式控制的研究成果也同样对再生的研究有重要的价值。近年来,随着组织工程与再生医学的发展,新型的细胞与生物材料的面世,给组织再生领域带来了强劲的动力。组织再生也并非需要像低等动物一般完整的再生能力才能完成,利用先进的各种预制的生物材料支架辅以干细胞或成体细胞,可以极大降低组织再生的难度。然而,目前利用组织工程原理促进再生的探索却仍然需要大量模式控制的知识与信息,这样才能真正再生出形态与功能兼备的组织。
(刘世宇)