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对再生医学领域的科学家来说，找到一种能够帮助四肢再生的方法是他们的终极目标之一。找到四肢再生的奥秘，便能帮助因外伤以及糖尿病失去肢体的患者恢复功能性肢体。目前许多研究都在关注一些自带再生能力的动物，试图找到一些线索。像蝾螈、海星和蜥蜴等动物就具备让部分肢体再生的能力，而扁虫则在被切成小块后甚至也能重建成一个完整的有机体，但人类在大面积受伤后更倾向于产生瘢痕组织来覆盖伤口，而不是重新生长出原本完整的组织。▲一只漂浮在水面的爪蟾（图片来源：Wikipedia，CC BY-SA 4.0）最近，塔夫茨大学和哈佛大学的联合团队利用一种组合药物，让无法再生四肢的成年非洲爪蟾长出了新的腿，人为地创造了一次再生奇迹，这也意味着我们离再生医学的终极目标又近了一步。他们发表在《科学-进展》的新研究关注了一个非常特别的点，再生动物所处的环境往往是水生环境，这些动物失去肢体后，残端会聚集大量干细胞，受伤后的24小时内伤口就会被皮肤组织覆盖，保护组织重建工作。
而生活在陆地上的动物就不一样了，它们的伤口往往会暴露在空气中，甚至是与地面接触，这意味着瘢痕组织涌入后，愈合工作会难以开展。于是研究者想到了，人为地为断肢区域创造一个液体环境。他们将这一新工具称作BioDome，Dome在英文中是穹顶的意思，而这个类似穹顶的硅胶帽能刚好扣在非洲爪蟾的断肢伤口处。帽子里面装有混合着5种小分子药物的丝蛋白凝胶，这些药物（BDNF、GH、 1,4-DPCA、RD5和 RA）已经在过往的研究中被证明对组织再生有很大作用，可以抑制炎症产生，抑制导致疤痕形成的胶原蛋白，促进神经纤维、血管以及肌肉的新生。
▲截肢手术第一天需要使用BioDome，之后可以让组织自行生长（图片来源：参考资料[2]）
有了一个持续不断刺激的微环境，爪蟾伤口处便能接收再生的信号，而不是形成一些软骨尖端。BioDome装置需要在截肢手术后佩戴24小时，之后便可以移除。对照组一共有两组，一组是没有戴上硅胶盖，另一组则没有添加5种小分子药物。从长期观察来看，使用了完整BioDome的爪蟾断肢组织生长速度明显要更快，当然，这个生长周期是以月来计算的，实验组在第9个月的时候，就已经能明显看到爪蟾肢体的完整样貌了，而两个对照组基本都只会形成软骨尖端。在更长的时间维度中，爪蟾的肢体会逐渐发育得更完整，大约18个月的时候，肢体外观已经与正常爪蟾非常相似。再生新肢体不仅具有天然肢体应有的骨骼结构，并且其中包括神经在内的组织也非常完整，唯一一点遗憾的是末端脚趾没有生长出骨骼。
▲只有完整地使用BioDome才能再生断肢（图片来源：参考资料[2]）
这种全新再生的肢体具备完全的功能，可以自主移动并对外界刺激做出反应，研究者用纤维触碰时，爪蟾会收缩新肢体。更神奇的是，它们可以利用新肢体在水中游泳，动作和普通爪蟾一致。BioDome带来的这种方法不仅让我们看到了一次再生奇迹，更重要的是，它仅仅只需要一次处理，便能让肢体在数个月内自行生长，“爪蟾其实也具备能够触发的肢体再生能力，而它只需短暂经过BioDome处理便能启动数个月的再生。”研究的第一作者Nirosha Murugan博士表示。人类或许也具备这样的能力，只是我们需要找到合适的激活分子组合。研究团队下一步将在哺乳动物中进行测试，寻找更接近人类的再生秘籍。
参考资料：
[1] Researchers regrow frog's lost leg. Retrieved Jan 27th, 2022 from https://medicalxpress.com/news/2022-01-regrow-frog-lost-leg.html
[2] Nirosha J. Murugan et al, Acute multidrug delivery via a wearable bioreactor facilitates long-term limb regeneration and functional recovery in adult Xenopus laevis, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj2164.
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