人類可能具有隱藏的再生能力

然而，德州農工大學獸醫與生物醫學科學學院 (VMBS) 的最新研究表明，哺乳動物可能並非完全不具備再生能力。相反，它們可能隱藏在身體的自然癒合機制中，等待在適當的條件下被激活。

「為什麼有些動物可以再生，而有些動物，尤其是人類卻不能？這是自亞里斯多德以來一直在提出的一個大問題，」獸醫生理學和藥理學系 (VTPP) 教授 Ken Muneoka 博士說。 “我整個職業生涯都在試圖理解這一點。”

在發表於的一項研究中 自然通訊Muneoka 及其同事描述了一種新的兩步驟治療方法，可以實現骨骼、關節結構和韌帶的再生。儘管再生的組織不是原始組織的完美複製品，但研究人員相信這種方法最終可以幫助減少截肢後的疤痕並改善組織修復。

使癒合遠離疤痕形成

當哺乳動物被感染時，身體通常會出現纖維化反應。在此過程中，成纖維細胞迅速閉合傷口並形成疤痕組織。雖然這種反應有助於防止感染和進一步的損害，但它也限制了身體重建已失去的東西的能力。

能夠再生的動物遵循不同的道路。例如，在蠑螈中，類似的細胞聚集成一種稱為胚基的結構，作為新組織生長的基礎。

「就好像這些細胞可以向兩個不同的方向移動，」Muneoka 說。 “它們可以誘發疤痕或誘發胚基。我們的研究重點是重新引導損傷部位已經存在的成纖維細胞的行為。”

為了探討哺乳動物的癒合是否可以促進再生，研究小組開發了一種依序使用兩種已知生長因子的治療方法。

第一步是在傷口癒合後使用纖維母細胞生長因子 2 (FGF2)。透過等到最初的癒合過程完成，研究人員讓身體自然做出反應，然後再介入。

根據 Muneoka 的說法，該團隊「改變了接下來發生的事情」。

FGF2促進囊胚樣結構的形成，這種結構在哺乳動物遭受此類損傷後通常不會發生。幾天后，研究人員應用了第二種生長因子—骨形態發生蛋白2 (BMP2)，它促使這些細胞開始建立新組織。

「這實際上是一個兩步驟過程，」Muneoka 說。 “首先你將細胞移離疤痕，然後你提供信號告訴它們要建造什麼。”

重新考慮幹細胞的作用

研究最重要的發現之一是再生可能不需要添加來自體外的幹細胞，這是再生醫學中常用的方法。

「你實際上不必獲取幹細胞並將它們放回原處，」Muneoka 說。 “它們已經存在，你所要做的就是學習如何讓它們按照你想要的方式運作。”

參與這項研究的另一位 VTPP 教授 Larry Sova 博士表示，這些發現挑戰了長期以來關於哺乳動物細胞能力的假設。

「我們認為不可編程的細胞實際上是不可編程的，」索瓦說。 “這種能力並不是不存在——只是模糊而已。”

研究人員還發現證據表明細胞可以被重定向以在其通常位置之外創建結構。這個過程稱為就地重新規範，是開發的重要組成部分。

在實踐中，通常有助於形成一種組織的細胞在受傷後可以被引導重建不同的結構。

骨骼、肌腱、韌帶和關節的再生

儘管再生的組織與原始解剖結構並不完全匹配，但研究人員成功地恢復了截肢期間移除的所有主要結構，包括骨骼、肌腱、韌帶和關節組織。

再生區域包含結構成分和結締組織，其排列方式類似正常解剖結構。

「在這種程度的傷害下，我們已經做到了你所期望看到的，」宗岡說。 “結構就在那裡，但它們的形狀並不完美。”

結果還表明，再生取決於多種生物途徑的共同作用。組織重建似乎比激活單一機制複雜得多。

對傷口癒合的潛在好處

雖然這項研究仍處於早期階段，但科學家相信，早在完全再生成為可能之前，它就可以實際應用。

這種方法不是僅僅專注於替換失去的結構，而是可以透過減少疤痕形成和促進組織修復來幫助改善癒合結果。

「人們應該開始考慮在治療過程中使用這些線索，」Muneoka 說。 “即使稍微改變對疤痕的反應也可能產生真正的好處。”

臨床測試的路徑也可能比許多實驗性治療更清晰。 BMP2 已獲得 FDA 批准用於某些醫療應用，FGF2 目前正在多項臨床試驗中進行評估。

哺乳動物再生的新視角

這項研究進一步證明，哺乳動物的再生能力可能並不是完全喪失的特徵。或者，它可能是一種被動能力，通常在治療時保持不活動狀態。

「這改變了我們思考可能性的方式，」索瓦說。 “一旦你證明再生可以被激活，它就會為提出全新的問題打開大門。”

對宗岡來說，這些問題推動了數十年的研究，現在有了一個有前途的新框架。

「哺乳動物的再生障礙是可以挽救的，」他說。 “現在我們有了一個模型來開始弄清楚如何做到這一點。”