哺乳动物也能再生这种小型鼠类或许是未来医
很少有哺乳动物有能力再生被切断的脊髓,并在不留下瘢痕的情况下治愈其他严重损伤,但一种来自非洲的小型啮齿动物可以做到。它们可能掌握着未来医学革命的关键。
莫妮卡·索萨是一位经验丰富的科学家,但眼前发生的事情让她几乎不敢相信。她面前的实验台上放着一个小小的塑料笼子,几周前,里面的小鼠还处于半瘫痪状态,走到哪里都得拖着两条后腿。现在,这只小鼠可以跑来跑去,甚至能像杂技演员一样跳跃。事实上,在小鼠受伤后,索萨除了给它止痛之外,再也没有进行其他治疗。
这方面并没有确定无疑的先例。哺乳动物,从小型啮齿动物到人类,通常都无法从严重的脊髓或其他中枢神经系统损伤中恢复。但现在看来,非洲刺毛鼠是一个例外。
近年来,科学家们发现,非洲刺毛鼠具有非凡的再生能力,可以克服皮肤、心脏、肾脏和脊髓的严重损伤。这种与实验小鼠十分相像的啮齿类动物主要分布在肯尼亚、索马里和坦桑尼亚等非洲国家的干旱栖息地中。没有人能预料到这一点,包括在年发现它们可以使大面积受损皮肤再生的美国科学家。
墨西哥钝口螈具有非同寻常的再生能力,可以快速重新长出肢体或器官
莫妮卡·索萨在葡萄牙波尔图大学从事神经再生研究,她和同事在今年早些时候发表的一篇论文中记录了非洲刺毛鼠非同寻常的脊髓修复能力,“我们都惊呆了”。在几周之内,这些非洲刺毛鼠就从瘫痪中恢复了过来。
在哺乳动物之外,有相当多的物种具有再生身体重要部分的能力。再生是伤口愈合的一种特殊形式,会或多或少地取代失去的组织,避免过多的疤痕,从而使出现问题的身体部位能像之前一样正常工作。例如,蝾螈、扁虫、斑马鱼和一些水母可以再生身体相对较大和复杂的部分。根据年发表的一项研究,新孵化的短吻鳄可以重新长出被切断的尾巴。不过,从基因的角度,这些动物与我们的关系都没有非洲刺毛鼠那么密切。
许多研究人员认为,这些具有再生能力的动物或许携带着生物学的秘密,有助于开启新的医学革命,并推动严重肢体创伤和退行性疾病的治疗。在这一领域,研究者可能会取得不止一项突破。当然,我们对此也没有绝对的把握。对这些动物的研究引起了伦理上的担忧,因为科学家必须故意伤害它们,以了解它们的反应。在对其中一些动物进行了几十年的研究后,科学家依然没有找到再生人体关键部位的方法。
人们希望通过对某些动物(如非洲刺毛鼠)的研究,开发出新的医学疗法,用来改善患者的创伤愈合
这个故事讲述了研究者如何发现非洲刺毛鼠非凡的再生能力,以及它们能否最终帮助数百万慢性衰竭疾病患者。
那是年,阿什利·塞弗特还在佛罗里达大学工作(如今是肯塔基大学的生物学助理教授)。此时,他站在佛罗里达州一位退休兽医的花园里。这位兽医名叫埃利奥特·雅各布森,拥有一间外屋,里面放满了宠物蛇。不过,塞弗特对蛇并不感兴趣。他得到的消息称,雅各布森还拥有一小群非洲刺毛鼠。这种动物很难得到,尽管在美国它们被作为宠物出售。早在20世纪90年代,雅各布森就从凤凰城动物园的某个人那里获得了这些带刺的老鼠,并一直饲养着它们。最终,他高兴地将40只非洲刺毛鼠全部送给了塞弗特。这些动物构成了塞弗特相关研究的基础。
不过,塞弗特当时肩负着某种使命。一位同事在交谈中偶然提到了非洲刺毛鼠,这让他意识到,这种鼠类可能具有惊人的能力。学术期刊上流传着这样的报道:非洲有一种奇怪的老鼠,有时会突然蜕皮。塞弗特想知道的是,能做到这一点的老鼠是否也具有非同寻常的伤口愈合能力。
塞弗特第一次接触这些动物是在肯尼亚,在当地的一次研究旅行中,他设法捕捉了一些个体。此前从未接触过非洲刺毛鼠的他很快发现,即使是十分温和的握法,也会导致这种动物的皮肤脱落,连同上面覆盖的粗壮、多刺的毛发。
通过观察非洲刺毛鼠皮肤脱落后的反应,以及在对照实验中,它们的耳朵皮肤被打上小洞后恢复的情况,塞弗特获得了一些不可思议的发现:在从这类损伤恢复的过程中,非洲刺毛鼠看起来充满了活力。它们耳朵上的伤口不仅仅通过形成疤痕组织来使伤口愈合,而是更进一步,形成了包括毛囊、体脂肪和软骨的新组织。愈合后的伤口只是缺少了一层肌肉。
“我真的很震惊,通过显微镜,可以看到有新的毛发长了出来,”塞弗特回忆道。他从非洲刺毛鼠身上提取了皮肤样本,在实验室进行分析。同样在这项研究中,塞弗特和同事们还发现,非洲刺毛鼠的皮肤异常脆弱。他们计算得出,小鼠属(Mus)物种的皮肤强度是非洲刺毛鼠的20倍。该团队于年公布了这项工作的结果。在一窥非洲刺毛鼠的再生能力后,塞弗特制定了更加深入的研究计划,并很快利用从雅各布森那里得到的研究群体展开了研究。
对某些非洲刺毛鼠物种来说,皮肤脱落是一种逃生机制,但这种机制也可能治愈器官和脊髓的其他损伤
在塞弗特的研究结果发表后,过了大约十年,才有其他少数研究者对非洲刺毛鼠产生了兴趣。例如,年发表的一篇著名论文描述了非洲刺毛鼠是如何从严重的肾损伤中恢复的,对于其他鼠类,这种损伤会导致全身器官衰竭。
研究人员推测,非洲刺毛鼠之所以进化出蜕去皮肤的能力,是为了躲避试图抓住它们的捕食者。不过,在野生环境中进行再生的能力也许还有其他好处,比如让它们能够忍受大量的寄生虫。无论原因是什么,最令人惊讶的一点是,它们进化出的这种能力几乎没有在其他哺乳动物身上见到。但在近期一项尚未发表的研究中,塞弗特发现,一种与非洲刺毛鼠关系密切的鼠类——刚毛鼠——似乎也具有类似的再生能力。
自年以来,许多科学家都在塞弗特的工作基础上展开了研究。他们的研究结果让塞弗特都感到惊讶。索萨及其同事关于非洲刺毛鼠脊髓再生的论文尤其令人印象深刻:在他们的实验中,大约10只非洲刺毛鼠的脊髓被完全切断;除了3只以外,其他所有个体都恢复了完全活动能力——甚至在脊髓被第二次切断后,它们仍做到了这一点。
“我简直惊掉了下巴,因为实在不敢相信它们在做了完整的横切之后,还能取得这样的恢复效果,”塞弗特说道。
值得注意的是,干净的外科手术切口可能比野外环境下的脊柱损伤更容易恢复。在野外,脊柱及其周围的损伤可能更难愈合。然而,非洲刺毛鼠的轴突——神经细胞之间的连接——似乎能够再生,这一事实引人
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