指甲如何再生出断掉的指端

2013/6/24 11:16:19 翻译稿 廖联明 【字体:

指甲如何再生出断掉的指端

----小鼠爪子实验揭示的信号通路可以提供人类肢体再生的线索

 

 

如果一只蜥蜴失去了条腿,它可以再生出一条新的腿。人类和其他哺乳动物就没有这么幸运了,但是只要有足够的指甲存在,我们就可以再生出指端。大约40年前人们首次发现这个现象,现今研究人员们终于揭示了为什么需要指甲。纽约大学的Mayumi Ito领导的团队在老鼠身上证实了指甲盖下存在的干细胞可以协调地恢复部分切除的指端。然而,只有在有足够的指甲上皮细胞的情况下这些干细胞才能发挥作用。上皮细胞组织位于指甲下。研究成果发表在近日的《自然》杂志的网站。

与两栖动物的再生能力相比,哺乳动物的这种能力是有效的,但是这两者间有许多共同特点,从所涉及的分子可以看出,神经是必须的。Ito说:我非常吃惊这两者的相似性,它表明我们部分保存了两栖动物的再生机制

通过标记几组指甲上皮细胞使它们繁殖出的子细胞是蓝色的。ItoMakoto Takeo以及其他人员的研究成果表明甲根包含着少量的自我更新干细胞,可以维持指甲的连续生长。这种持续生长依靠Wnt家族蛋白携带的信号-如果这种信号通路中断,小鼠指甲不能形成。

他们的团队发现小鼠指端尖部的再生是相同的路径。截肢后,Wnt通路激活残余指甲中的上皮细胞并吸引神经到该区域。通过FGF2蛋白,神经驱动间充质干细胞的生长,恢复像骨、肌腱和肌肉这样的组织。五周内,指头就会如同新的一样。

然而,如果指头切除过多,指甲上皮细胞失去过多,这一切都不可能发生了。在这种情况下,Wnt 通路不会激活,神经不会扩展并且其他组织不会再生。

马萨诸塞州的波士顿东北大学的再生生物学家James Monaghan说:这是一篇神奇的论文,令人吃惊的是,细胞机制和信号转导通路例如 Wnt FGF都和蜥蜴的一样。

这些机制似乎很可能也适用于人类和其他哺乳动物,因为信号通道是保守的,并且先前的研究表明人类也依靠指甲再生切断的指端。

新奥尔良杜兰大学的分子生物学家Ken Muneoka说:这令人鼓舞,这些相似处让我们看见了希望,或许在不久的将来我们将可以诱导人类再生。

            但是列克星敦市肯塔基大学的再生生物学家Ashley Seifert,怀疑这种相似性。他认为可能是哺乳动物独立地进化出通过依赖于指甲器官的机制再生出指端。

Seifert 也指出了如果整个指甲移除,在剩余组织激活Wnt通路不会促进任何再生。如果他们概述的这个机制重要到可以预料实验的结果,结果将至少部分刺激再生。除非发现更多细节,再生人类四肢的前景依然渺茫。

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