多篇文章深度解讀組織再生領(lǐng)域突破性進(jìn)展,，為來組織再生有望成功

據(jù)報(bào)道，全世界每年約有上千萬人遭受著各種形式的創(chuàng)傷，有數(shù)百萬人因在疾病康復(fù)過程中重要器官發(fā)生纖維化而導(dǎo)致功能喪失，而且有數(shù)十萬人迫切希望進(jìn)行各種器官移植。

在機(jī)體損傷和疾病康復(fù)過程中，受損的組織和器官進(jìn)行修復(fù)與重建如今仍然是科學(xué)家們所面對的重大難題。當(dāng)然組織再生領(lǐng)域的研究也一直是科學(xué)家們進(jìn)行的一項(xiàng)重大研究課題，經(jīng)過多年的研究努力，科學(xué)家們在組織再生領(lǐng)取取得了一定的研究成果，比如來自美國的研究人員就通過研究發(fā)現(xiàn)，低氧誘導(dǎo)因子hif-1a信號(hào)途徑能夠?qū)崿F(xiàn)小鼠組織的自發(fā)性再生，而這一過程完全不需要額外的干細(xì)胞作用。

那么近年來在組織再生研究領(lǐng)域科學(xué)家們?nèi)〉昧硕嗌倏上驳难芯砍晒?？本文中小編對此了盤點(diǎn)，分享給各位！

【1】science：神奇！與過敏癥相關(guān)聯(lián)的t細(xì)胞也能促進(jìn)組織再生！

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國約翰霍普金斯大學(xué)和肯尼迪-克里格研究所（kennedy krieger institute）的研究人員報(bào)道，與過敏癥相關(guān)聯(lián)的免疫細(xì)胞當(dāng)與生物材料支架（biomaterial scaffold）配合使用時(shí)會(huì)直接讓小鼠肌肉損傷愈合。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證明免疫系統(tǒng)不僅在抵抗傳染性疾病和其他疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，而且也在損傷后啟動(dòng)愈合過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究人員也指出這些設(shè)計(jì)出的生物材料支架與免疫細(xì)胞“形成搭檔”時(shí)能夠更加有效地促進(jìn)愈合。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年4月15日那期science期刊上，論文標(biāo)題為“developing a pro-regenerative biomaterial scaffold microenvironment requires t helper 2 cells”。

論文通信作者、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院眼科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程教授jennifer elisseeff博士說，“在之前的研究中，我們已觀察到對植入到不同的組織或環(huán)境中的相同生物材料做出的不同免疫反應(yīng)，這讓我們有興趣研究生物材料會(huì)如何刺激免疫系統(tǒng)，促進(jìn)再生。我們?nèi)匀挥泻芏嗟胤叫枰獙W(xué)習(xí)，但是這項(xiàng)研究在設(shè)計(jì)生物材料引發(fā)有益的免疫反應(yīng)方面邁進(jìn)了一步?！?/p>

【2】natue：發(fā)現(xiàn)促進(jìn)組織再生的增強(qiáng)子元件

如果追蹤我們的進(jìn)化樹回到它的樹根---在腮脫落或?qū)ι粗府a(chǎn)生很久以前---的話，那么很可能發(fā)現(xiàn)一種共同的祖先具有令人吃驚的再生失去的身體部分的能力。

這種祖先的幸運(yùn)后代，包括如今的蠑螈或斑馬魚，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)這一壯舉，但是人類在幾百萬年的進(jìn)化過程中喪失了許多再生能力。

為了努力理解這種喪失，研究人員構(gòu)建出一個(gè)基因列表，這個(gè)列表中的基因能夠讓具有再生能力的動(dòng)物重新長出剪斷的尾巴或修復(fù)受損的組織。令人吃驚的是，他們發(fā)現(xiàn)在這些動(dòng)物的再生中發(fā)揮重要作用的基因也在人類中具有對應(yīng)的基因版本。關(guān)鍵的差別可能并不在于這些基因本身，而在于損傷期間調(diào)節(jié)這些基因如何被激活的dna序列。

【3】biomaterials pnas：使用納米分子抗炎藥物使組織再生

任何個(gè)體在受傷后可能會(huì)產(chǎn)生后效應(yīng)，包括疼痛、腫脹和發(fā)紅。這些跡象表明身體是在抵抗傷害。當(dāng)體內(nèi)組織被破壞時(shí)生物程序就會(huì)被激活援助組織再生。炎癥反應(yīng)作為一種保護(hù)機(jī)制促使組織修復(fù)和再生，幫助身體治愈創(chuàng)傷和燒傷。然而，相同的機(jī)制下當(dāng)體外異物被引入時(shí)可能會(huì)干擾治療，例如當(dāng)人工合成材料為了真皮修復(fù)而移植到皮膚上時(shí)。在這種情況下，炎癥可能導(dǎo)致組織纖維化，組織纖維化會(huì)形成一個(gè)適當(dāng)?shù)纳砉δ艿恼系K。

研究小組的 arun sharma博士一直致力于創(chuàng)新組織再生的方法，以改善患有膀胱功能障礙患者的生活。他們的一項(xiàng)突破性進(jìn)展是一種醫(yī)療模式，該模式使用來自捐獻(xiàn)者骨髓中的干細(xì)胞再生膀胱，這項(xiàng)研究發(fā)表在2013年《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》雜志上。

【4】acta biomat：開發(fā)出可促進(jìn)機(jī)體神經(jīng)組織再生的新型網(wǎng)格纖維結(jié)構(gòu)

近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志acta biomaterialia上的研究報(bào)告中，來自日本大阪大學(xué)的研究人員通過研究開發(fā)出了一種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其能夠被纏繞在損傷的周圍神經(jīng)組織上來幫助促進(jìn)損傷神經(jīng)的再生并且恢復(fù)其功能。

這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非常柔軟且能夠在機(jī)體中降解，其中摻入了對神經(jīng)系統(tǒng)功能正常發(fā)揮非常關(guān)鍵的維生素b12。當(dāng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被用于治療大鼠損傷的坐骨神經(jīng)時(shí)，其能夠促進(jìn)神經(jīng)組織再生并且恢復(fù)大鼠機(jī)體的運(yùn)動(dòng)和感覺功能，目前研究人員正在考慮將這種新型結(jié)構(gòu)應(yīng)用于臨床中用來治療諸如腕管綜合癥（cts）等周圍神經(jīng)病癥。

此前研究人員所開發(fā)的人工神經(jīng)導(dǎo)管組織能夠用來治療周圍神經(jīng)損傷，但其只不過能夠在損傷位點(diǎn)之間形成交聯(lián)，并不會(huì)促進(jìn)神經(jīng)組織的快速再生；此外，在很多患者中其應(yīng)用也非常受限制；但維生素b12卻能夠促進(jìn)神經(jīng)再生，但口服維生素b12卻并沒有太大作用，而且目前并沒有可用設(shè)備能夠?qū)⒕S生素b12直接運(yùn)輸?shù)綑C(jī)體受影響的位點(diǎn)，因此研究人員或許有望開發(fā)出此類醫(yī)學(xué)設(shè)備來幫助很多遭受神經(jīng)損傷但并未失去神經(jīng)連續(xù)性的患者進(jìn)行神經(jīng)組織的再生過程。

【5】nat biomed eng：突破！科學(xué)家利用干細(xì)胞成功再生出心臟外層結(jié)構(gòu)

近日，刊登在國際雜志nature biomedical engineering上的一項(xiàng)研究報(bào)告（doi：10.1038/s41551-016-0003）中，來自美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員通過研究利用干細(xì)胞成功再生出了人類心臟的心外膜細(xì)胞；研究者表示，早在2012年，我們就發(fā)現(xiàn)如果能夠利用化學(xué)物質(zhì)處理人類干細(xì)胞，使其連續(xù)激活干細(xì)胞并且抑制wnt信號(hào)通路，就會(huì)促進(jìn)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心肌細(xì)胞，心肌作為心臟三層結(jié)構(gòu)中的中間一層結(jié)構(gòu)，其非常厚實(shí)，能夠通過收縮向機(jī)體各部供血。

wnt信號(hào)通路是由蛋白質(zhì)組成的一種特殊的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其能夠利用細(xì)胞表面受體將信號(hào)傳入細(xì)胞內(nèi)部。xiaojun lance lian教授表示，我們需要為心臟祖細(xì)胞（cardiac progenitor cells）提供額外的信息使其轉(zhuǎn)化成為心外膜細(xì)胞，但在這項(xiàng)研究之前，我們并不清楚這種特殊的信息是什么，如今通過研究發(fā)現(xiàn)，如果能夠再次激活細(xì)胞中的wnt信號(hào)通路，我們就能夠重新驅(qū)動(dòng)心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心外膜細(xì)胞，而不是心肌細(xì)胞。

這項(xiàng)研究或許能夠幫助研究人員對機(jī)體整個(gè)心臟壁進(jìn)行再生，通過形態(tài)學(xué)的評(píng)估和功能性的分析，研究者發(fā)現(xiàn)，制造出的心外膜細(xì)胞同人類機(jī)體中和實(shí)驗(yàn)室生長的心外膜細(xì)胞非常相似。那么最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是如何將心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心臟的心內(nèi)膜細(xì)胞（心臟內(nèi)層細(xì)胞），目前研究人員正在努力對該問題進(jìn)行攻克。

【6】pnas：突破性發(fā)現(xiàn)！抗癌藥物或有望促進(jìn)心臟組織再生

日前，一項(xiàng)刊登在國際雜志proceedings of the national academy of sciences上的研究報(bào)告中，來自德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心(ut southwestern medical center)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，一種新型抗癌制劑或有望促進(jìn)損傷的心肌組織進(jìn)行再生，相關(guān)研究或?yàn)殚_發(fā)抑制充血性心力衰竭的新型療法提供新的思路。

機(jī)體中的很多組織或細(xì)胞，比如血細(xì)胞以及腸道內(nèi)壁組織都會(huì)在人的一生中持續(xù)再生，而其它組織，比如心臟組織則不會(huì)，因?yàn)樾呐K無法進(jìn)行自我修復(fù)，而由心臟病發(fā)作引發(fā)的心臟損傷就會(huì)產(chǎn)生永久性的疤痕組織，這些損傷會(huì)頻繁導(dǎo)致心臟功能的嚴(yán)重弱化，也就是引發(fā)心力衰竭。

多年以來，科學(xué)家lawrence lum及其同事一直在從事研究開發(fā)靶向作用wnt信號(hào)分子的癌癥藥物，這些信號(hào)分子對于組織再生非常重要，但卻會(huì)經(jīng)常誘發(fā)癌癥；人類機(jī)體中wnt蛋白產(chǎn)生的關(guān)鍵就是porcn酶（豪豬酶，porcupine enzyme），之所以對其這樣命名，是因?yàn)槿笔г摶虻墓壟咛ソM織的結(jié)構(gòu)類似豪豬，目前研究人員已經(jīng)開發(fā)出了porcn酶的抑制劑。

【7】nature：重大突破！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)低氧環(huán)境或許會(huì)誘發(fā)心臟再生！

正常健康的心肌必須有富含氧氣的血液供給，但近日一項(xiàng)刊登于nature雜志上的研究報(bào)告中，來自西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，將小鼠置于極端缺氧的環(huán)境中時(shí)小鼠也能夠進(jìn)行心肌再生。

文章中，研究者將小鼠生存環(huán)境中所呼吸的氧氣的比例逐漸降低到7%（相當(dāng)于珠穆朗瑪峰山頂?shù)难鯕鉂舛龋?，?dāng)小鼠在低氧環(huán)境中生存兩周后，其機(jī)體的心肌細(xì)胞開始發(fā)生分裂和生長了，正常情況下在成體哺乳動(dòng)物中心肌細(xì)胞并不能夠進(jìn)行分裂。此前研究者通過研究發(fā)現(xiàn)，新生哺乳動(dòng)物的心臟有能力再生，這就類似于皮膚在損傷后能夠自我修復(fù)一樣，但隨著動(dòng)物年齡增長，在接下來的數(shù)周內(nèi)，動(dòng)物機(jī)體的心肌再生能力就會(huì)失去，也就是說心肌細(xì)胞必須“沐浴”在心臟種的富氧環(huán)境中。

研究者h(yuǎn)esham sadek教授說道，成年人的心臟在心臟病發(fā)作后并沒有能力進(jìn)行任何深度修復(fù)，這也就是為何心臟病發(fā)作對機(jī)體會(huì)產(chǎn)生永久性的影響，雖然有悖常理，本文研究中研究者發(fā)現(xiàn)，明顯降低氧氣的暴露或許會(huì)避開因氧氣而引發(fā)的細(xì)胞損傷，從而就會(huì)開啟細(xì)胞的分裂模式，導(dǎo)致心臟再度生長。

【8】pnas：可用于心臟再生的創(chuàng)新性“工具”

心血管疾病是引發(fā)美國人群死亡的主要原因，每年都有四分之一的人死于心血管疾病，而且患者心臟病發(fā)作后5年的生存率不如大多數(shù)癌癥，目前患者遭遇的最大問題就是其機(jī)體并不能進(jìn)行有效的損傷后修復(fù)，近日來自休斯頓大學(xué)的研究者通過研究在此領(lǐng)域獲得了巨大進(jìn)展。研究者開發(fā)了一種新型策略來幫助患者進(jìn)行心臟肌肉的再生，相關(guān)研究刊登于國際雜志pnas上。

人類的心臟是一種并不能進(jìn)行再生的器官，而且心肌細(xì)胞的數(shù)量會(huì)隨著年齡增長而不斷下降，在損傷期間細(xì)胞就會(huì)流失，比如心臟病發(fā)作等，損傷的細(xì)胞通常會(huì)被結(jié)締組織移除，這稱之為纖維化過程，該過程會(huì)導(dǎo)致心臟泵血功能的卻是，而這就是心臟疾病同癌癥一樣死亡率較高的主要原因。

為了找到一種解決方法，研究者liu和其同事對胚胎中心臟形成的機(jī)制進(jìn)行了研究，他們非常好奇他們所發(fā)現(xiàn)的新型調(diào)節(jié)子是否能夠?qū)⑷祟惖某衫w維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為心臟肌肉細(xì)胞。研究者schwartz說道，我們首次通過研究來將人類的成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞，而且我們希望這些microrna調(diào)節(jié)子應(yīng)該具有潛在的活性。

【9】nat med：科學(xué)家首次成功利用干細(xì)胞完成脊髓再生，或可用于治療癱瘓

最近，科學(xué)家們首次通過向大鼠移植干細(xì)胞并引起脊髓局部組織的再生，從而使它們重新獲得自主運(yùn)動(dòng)能力。雖然這一技術(shù)還無法立即適用于人類的脊椎損傷治療。不過，該研究打破了研究者們一直以來的傳統(tǒng)看法：脊髓神經(jīng)細(xì)胞無法再生。

起到功能的關(guān)鍵細(xì)胞叫做"脊髓皮質(zhì)軸突"，對于人類來說這部分細(xì)胞是最重要的"馬達(dá)系統(tǒng)"。"此前該移植技術(shù)從未成功過"，來自u(píng)csd的研究者之一mark tuszynski說道："許多人，包括我們，此前做了很多努力，但是都失敗了"。

通過直接向受傷的大鼠體內(nèi)移植干細(xì)胞并誘導(dǎo)分化成為脊髓細(xì)胞，這些動(dòng)物的前肢運(yùn)動(dòng)能力得到了明顯的增強(qiáng)。這些部分癱瘓的小鼠能夠完成伸爪以及抓握動(dòng)作。該結(jié)果打破了此前學(xué)界普遍認(rèn)為的皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元無法再生的觀念。

【10】nature communications：肺組織損傷后靈巧再生

一項(xiàng)新的合作研究描述了肺組織損傷后再生的方式。再生的細(xì)胞并不是典型的干細(xì)胞，而是成熟的肺細(xì)胞在響應(yīng)傷害時(shí)做出的反應(yīng)。來自賓夕法尼亞大學(xué)和杜克大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，證實(shí)肺組織的修復(fù)比原來所認(rèn)為的更加靈巧。這篇研究成果發(fā)表在最新的nature communications。

肺泡中的兩種呼吸道細(xì)胞具有非常不同的功能。長而細(xì)的1型細(xì)胞，是氣體（氧氣和二氧化碳）交換的場所。2型細(xì)胞分泌表面活性劑，有助于保持氣道開放。

研究人員在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)這兩種類型的細(xì)胞擁有相同的前體干細(xì)胞起源。接下來，研究小組在小鼠模型中取出部分肺組織并進(jìn)行單細(xì)胞培養(yǎng)，以研究肺細(xì)胞再生的可塑性。他們發(fā)現(xiàn)，1型細(xì)胞可以變成2型細(xì)胞，反之亦然。

杜克大學(xué)的研究小組之前已經(jīng)闡述過2型細(xì)胞有在成年小鼠充當(dāng)祖細(xì)胞的功能，可分化成氣體交換型的1細(xì)胞。不過沒有報(bào)道1型細(xì)胞也有類似的能力。于是他們決定測試1型細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)大約三周后，1型細(xì)胞在各種再生模型下，都轉(zhuǎn)變?yōu)?型細(xì)胞，新的細(xì)胞填充了被損傷的肺區(qū)域。這個(gè)過程隨后被證實(shí)與tgfβ信號(hào)調(diào)控有關(guān)。

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