刺鼠似乎可以使受损的肾脏再生

   日期:2024-08-25     来源:本站    作者:admin    浏览:97    

  

  

  根据今天(11月3日)发表在《科学》杂志上的一项研究,一种名为刺鼠的奇特啮齿动物似乎能够再生肾脏组织。在破坏了它们的肾脏来模拟肾脏疾病后,科学家们发现,这些带刺的老鼠不仅再生了肾单位(构成肾脏的微小过滤器)的结构和功能,而且没有出现通常在哺乳动物身上出现的危险疤痕。

  刺鼠是刺鼠属的几个物种的集合,以其坚硬的毛发而闻名,类似于刺猬的刺。这些动物对研究再生的科学家来说已经很重要了,因为它们有一种不同寻常的防御机制,它们会蜕皮以躲避捕食者。2012年发表在《自然》杂志上的一项研究显示,有刺的老鼠可以再生它们放弃的所有组织,包括脉管系统和毛囊,而不会留下任何疤痕。随后的研究发现,这一过程可能源于对损伤的炎症免疫反应减少。在这项新研究中,研究人员着手确定小鼠是否能在其内脏器官上实现同样的再生。

  该研究的主要作者、再生医学研究员马克·马西基和他在华盛顿大学和西雅图儿童研究所的团队对比了小白鼠和家鼠(小家鼠)对肾脏损伤的反应。为此,他们对小鼠进行手术,阻断尿液流入肾脏和直接受损的组织,然后观察器官结构和功能是否恢复。majky在一封电子邮件中告诉《科学家》杂志,这个过程似乎在多刺的老鼠身上引发了“无疤痕、再生的伤口愈合”。

  刺鼠似乎毫发无损地逃脱了同样的伤害,这导致了家鼠身上的疤痕。就像人类器官受损一样,这些疤痕会随着时间的推移而积累,并导致致命的器官衰竭——这表明,解开哺乳动物再生的秘密,有朝一日可能会被证明对医学是无价的。

  “我们使用了‘功能再生’这个术语,因为刺鼠最初遭受严重的肾脏损伤,但在两周内完全恢复肾脏功能。这与许多类型的‘修复’反应不同,包括纤维化修复,后者恢复组织的连续性,但会造成不同程度的器官功能丧失,”majky在他的电子邮件中写道。

  “听起来,这篇新论文似乎确实展示了受伤的Acomys肾脏组织的真正恢复,我可以用这种不寻常物种的免疫缺陷状态来解释,这种状态允许形成新的肾单位,而不是留下疤痕,”印第安纳大学医学院解剖学和细胞生物学名誉教授安东尼·梅舍尔(Anthony Mescher)在给《科学家》杂志的电子邮件中说,他没有参与这项新研究。他补充说,这一发现“相当引人注目”。

  以色列魏茨曼科学研究所的分子细胞生物学家和再生专家Rachel Sarig解释说,带刺的老鼠并不是唯一具有再生能力的哺乳动物。Rachel Sarig并没有参与这篇论文的研究。还有一些动物,比如鹿,它们可以长出新的鹿角,MRL老鼠,它们可以再生皮肤、头发、耳朵,甚至一些器官,而不会留下疤痕。即使是新生的老鼠也能再生心脏组织,但在出生后的第一周就会失去这种能力。

  然而,再生通常不是哺乳动物的强项,这种现象在这些动物身上的例子是如此罕见,以至于它们不可避免地会感到兴奋。再生在斑马鱼和蝾螈等动物中更为常见,斑马鱼的心脏即使被切除20%也能再生出部分,而蝾螈则以再生出整个四肢而闻名。但是,鱼类、爬行动物和两栖动物依靠不同于哺乳动物的生物过程来再生失去的肢体或组织,需要更多的工作来揭示在多刺小鼠中起作用的确切机制,以及它们可能适用于哪些其他器官或组织。

  “在我们的实验室里,我们肯定会尝试看看这些老鼠还能再生什么——也许是它们的心脏,”Sarig说。“也许我们可以从它们身上学到我们所缺少的东西”——也就是说,为什么人类没有同样的再生能力。

  多位研究人员告诉《科学家》杂志,弄清哺乳动物再生的真相,对于开发治疗器官损伤的新疗法是非常宝贵的,无论这种损伤是由严重损伤还是疾病引起的。

  然而,肯塔基大学动物再生研究人员阿什利·塞弗特(Ashley Seifert)没有参与这项新研究,但他是2012年皮肤再生论文的研究人员之一,他说,论文的一些关键方面让他犹豫了一下,他将有兴趣看看当其他研究人员试图复制这项研究时会发生什么。

  塞弗特指出,一个潜在的问题是,在两种不同的动物身上进行外科手术,并确保同样的伤害在两种动物身上产生同样的初始效果,这是特别困难的。

  “关于这篇特别的论文,有一件事困扰着我……塞弗特在接受《科学家》杂志采访时表示:“看起来它们几乎没有对这些带刺的老鼠造成任何伤害。”塞弗特指出,研究人员发现受伤后的老鼠体内几乎没有胶原蛋白的积累。作者指出,缺乏胶原蛋白是小鼠愈合而没有形成疤痕的标志,但胶原蛋白是愈合和恢复的预期部分,即使是其他再生动物也会经历,Seifert解释说。

  Seifert补充说,这篇论文的方法缺乏有助于评估和复制这项工作的细节。例如,该研究的作者说,他们对成年刺鼠和家鼠进行了实验,但由于这两个物种的寿命有很大的不同,同一年龄的刺鼠和家鼠可能处于不同的生命阶段。也许作者控制了这种差异——塞弗特补充说,他相信作者的方法是合理的——但如果论文中没有澄清,就不可能判断出是否存在问题或错误。

  Seifert说:“归根结底,科学需要被复制才能有价值。”

  同样,Sarig补充说,她希望研究人员能够对导致这种明显再生的遗传和表观遗传机制进行更精确的分析,以便在分子水平上更清晰地描绘出发生的事情。

  尽管在这一发现转化为与人类临床相关的任何东西之前还有很多研究要做,但Sarig说,这类论文给了她希望,未来再生医学可以治疗疾病,或者可能预防人类器官衰竭。

  “十年前,当(科学家)开始研究心脏再生时,这就像科幻小说;这似乎是不可能的,”萨里格说。“现在我们知道这是可能的。在这十年里,我们发现了几个因素,几个策略,我们可以用来诱导成年哺乳动物的心脏修复。所以我们知道这是可能的,我们只需要找到正确的因素——正确的信号。”

  塞弗特补充说,即使未来的研究人员和临床医生无法完全弄清楚人体组织的真正再生,从有刺的老鼠或其他具有令人难以置信的愈合能力的动物身上吸取教训,仍然可以证明对紧急医疗情况有价值。他解释说,寻找诱导愈合的新方法,无论是否涉及无疤痕的组织再生,都可能导致治疗方法,使住院的心力衰竭患者存活。

  “我们[知道]超过60万美国人患有肾衰竭,超过45万患者,包括儿童,目前正在接受透析治疗,”majky写道。“这些患者中的大多数患有进行性肾纤维化,导致肾衰竭。我们在进行研究时考虑到了这些人。”

 
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