211service.com
Atrisināts ekstremitāšu atjaunošanas noslēpums
Salamandrām piemīt apskaužama spēja ataudzēt piedēkļus, kas ir amputēti vai ievainoti; tie no jauna veido visus jaunās ķermeņa daļas kaulus, muskuļus, ādu, asinsvadus un nervus tik veikli, ka ir grūti pateikt, vai tās kādreiz trūka. Šīs spējas dēļ salamandras ir bijušas populāras tēmas zinātniekiem, kas pēta reģenerāciju un cenšas uzzināt, kā cilvēka šūnas var pierunāt, lai veiktu to pašu varoņdarbu.
Atkal atpakaļ : Schwann šūnas šeit ir parādītas salamandras ekstremitātē. Kad ekstremitāte pēc amputācijas atauga, tikai šīs šūnas aptījās ap nervu šķiedrām; citi šūnu veidi nepārvērsās par Švana šūnām.
Salamandrām jauni audi nāk no audzējam līdzīgas šūnu masas, kas veidojas traumas vietā, ko sauc par blastēmu. Līdz šim lielākā daļa zinātnieku uzskatīja, ka blastēma satur cilmes šūnu populāciju, kas bija kļuvušas pluripotentas, kas spēj radīt visus nepieciešamos audus. Bet žurnālā jauns raksts Daba sniedz pierādījumus, ka tas tā nav. Tā vietā reģenerācijā iesaistītās cilmes šūnas rada tikai audu šūnas, no kurām tās nāk. Atklājums liecina, ka reģenerācijai nav nepieciešams, lai šūnas pārprogrammētu sevi tik dramatiski, kā zinātnieki bija pieņēmuši.
Ellija Tanaka , pētījuma vadošais zinātnieks Reģeneratīvās terapijas centrā Drēzdenē, Vācijā, saka, ka daudziem cilvēkiem ir radies iespaids, ka šīs blastēmas šūnas ir vienādas. Tanaka laboratorija jau iepriekš bija parādījusi, ka viena muskuļu šķiedra var radīt vairāku veidu šūnas reģenerētā ekstremitātē. Bet iepriekšējie pētījumi, viņa saka, balstījās uz nepilnīgām šūnu izsekošanas metodēm, piemēram, izmantojot fluorescējošas krāsvielas, kas varētu būt noplūdušas citās šūnās.
Jaunākajā pētījumā Tanaka komanda izmantoja jaunu metodi, lai izsekotu dažādu audu šūnu likteņiem salamandras veidā, ko sauc par aksolotlu. Pētnieki vispirms izveidoja transgēnus aksolotlus, kas pārnēsāja zaļo fluorescējošo proteīnu (GFP) visā ķermenī. Kad dzīvnieki vēl bija embriji, pētnieki izņēma audu gabalu no transgēno dzīvnieku ekstremitāšu reģiona un pārstādīja audus tajā pašā vietā netransgēnos aksolotlos. Transplantāti tika iekļauti augošajā ķermenī kā normālas šūnas, un, kad transplantācijas saņēmēju ekstremitāte tika nogriezta, pētnieki varēja izsekot fluorescējošo šūnu liktenim, kad ekstremitāte atjaunojās.
Pētnieki izmantoja šo metodi, lai izsekotu iekšējās un ārējās ādas, muskuļu un skrimšļa šūnu, kā arī Švāna šūnu liktenim, kas izolē nervu šķiedras. Viņi atklāja, ka pretēji iepriekšējiem pierādījumiem, muskuļu šūnas amputācijas vietā kļūst tikai par muskuļu šūnām jaunajā ekstremitātē. Arī citi šūnu veidi palika pie savas iepriekšējās identitātes; vienīgais izņēmums, saka Tanaka, ir tas, ka ādas un skrimšļa iekšējo slāņu šūnas, šķiet, spēj pārveidoties viena par otru. Bet lielākoties viņa saka, ka blastēma nav viendabīga šūnu masa, bet gan dažādu audu cilmes vai cilmes šūnu maisījums, kas visa procesa laikā paliek atsevišķi.
Specifiski šūnai : šajā attēlā redzama reģenerētas salamandras ekstremitātes daļa. Fluorescējoši marķētas Schwann šūnas (zaļas) ir aptītas ap nerviem (sarkans). Citās šūnās (zilā krāsā) nav konstatēta fluorescence, kas liecina, ka Švāna šūnas reģenerācijas laikā nepārvēršas citos šūnu veidos.
Pētnieki arī atklāja, ka dažas šūnas atceras ne tikai savu identitāti, bet arī savu stāvokli organismā. Piemēram, skrimšļa šūnas atceras, vai tām ir jāveido augšdelms, apakšdelms vai plauksta, savukārt Švāna šūnas vienkārši migrē uz jebkuru vietu, kur tās ir vajadzīgas.
Tanaka saka, ka atradums izraisīs lielas pārmaiņas domāšanā par reģenerācijas prasībām. Viņa saka, ka, paskaidrojot, kāpēc salamandras var ataugt ekstremitātes, bet cilvēki to nevar, hipotēze bija tāda, ka salamandras var spēcīgi mainīt šūnu identitāti. Bet patiesībā viņu šūnas nekad īsti nezaudē savu identitāti; tā vietā viņi, šķiet, izmanto audiem specifiskas cilmes šūnas, kas spēj radīt noteiktu jaunās ekstremitātes daļu. Tanaka norāda, ka cilvēkiem ir arī audiem specifiskas cilmes šūnas, kas aizstāj dažāda veida audus. Iespējams, salamandras nedara kaut ko daudz sarežģītāku par to, ko darītu cilvēka cilmes šūnas, viņa saka. Cilvēka šūnu pamudināšana atjaunoties, iespējams, neprasīs tik drastiskas darbības kā šūnu padarīšana par pluripotentām.
Alehandro Sančess Alvarado , zinātnieks, kurš pēta reģenerāciju Jūtas Medicīnas skolas universitātē, saka, ka šī metode transplantēto šūnu ģenētiskai tetovēšanai ir jauna metode reģenerācijas jomā. Tanaka uzskata, ka iepriekšējie pētījumi, iespējams, maldināja pētniekus, izmantojot nepilnīgas izsekošanas metodes, piemēram, krāsvielas, kultivējot šūnas pirms to transplantācijas un, iespējams, mainot tās, vai ļaujot dažādiem šūnu veidiem piesārņot paraugus.
Sančesalo saka, ka ideja, ka blastēmām bija vairāki dažādi šūnu veidi, bija mazākuma hipotēze un ka šis pētījums parāda, ka šī hipotēze izrādās pareiza. Viņš brīdina, ka zinātniekiem tagad ir jānosaka, vai šī parādība ir vienāda pieaugušiem aksolotliem un tritoniem, kas ir primārais paraugorganisms reģenerācijas pētījumos. Bet, ja izrādīsies, ka tas pats mehānisms ir pamatā citiem reģenerācijas gadījumiem, tas mainītu to, kas, pēc zinātnieku domām, ir nepieciešams ķermeņa daļu atjaunošanai, saka Sančessijs. Bet tas atstāj neatbildētu galveno jautājumu: ja cilvēkiem jau ir audiem specifiskas cilmes šūnas, kāda ir atšķirība starp mūsu šūnām un salamandru šūnām?