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      全世界無(wú)數(shù)的科學(xué)家都在尋找“器官再生”的鑰匙,希望讓人類擁有壁虎一樣的本領(lǐng),使受損的器官能夠再生。
         
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      “器官再生”的神奇密碼 地球人和太空移民也許都等得到

      ??诰W(wǎng) http://hanxinmy.cn 時(shí)間:2017-04-21 20:11

        全世界無(wú)數(shù)的科學(xué)家都在尋找“器官再生”的鑰匙,希望讓人類擁有壁虎一樣的本領(lǐng),使受損的器官能夠再生。這樣的尋覓一直延續(xù)到了太空。

        4月20日,“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船成功發(fā)射,一項(xiàng)“空間微重力環(huán)境對(duì)胚胎干細(xì)胞增殖、分化影響的研究”也隨著飛船送上太空。這項(xiàng)干細(xì)胞研究雖然還無(wú)法讓“器官再生”的夢(mèng)想立即實(shí)現(xiàn),卻邁出了探索的一步。

        器官再生,21世紀(jì)可望實(shí)現(xiàn)的新突破

        壁虎的尾巴切除后可以再生出來(lái);海參遇到危險(xiǎn)時(shí),會(huì)將自身的內(nèi)臟器官?gòu)纳眢w尾部噴射出去,幾個(gè)星期后再長(zhǎng)出新的內(nèi)臟器官。

        人類的器官除了肝臟之外,通常無(wú)法再生。科學(xué)家一直的夢(mèng)想就是將受損或因疾病而引起功能性障礙的器官再生出來(lái)。

        通過(guò)器官移植和人工器官可以使因疾病或手術(shù)而引起功能障礙的器官再次發(fā)揮功能,這種方法稱為器官再生,這種醫(yī)學(xué)稱為再生醫(yī)學(xué)。

        人類對(duì)器官移植和人工器官的研究正在不斷開(kāi)展。21世紀(jì)起這方面的研究取得了許多突破:可以通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)而使血管和皮膚再生,并期望可以將位于骨髓等處的幼稚干細(xì)胞制成具有各種作用的組織或器官。

        器官再生,因?yàn)樵谌梭w外進(jìn)行培養(yǎng),所以與工廠中制造的產(chǎn)品相似,出現(xiàn)了細(xì)胞工程、組織工程、器官工程等術(shù)語(yǔ),其中器官的組織水平再生工程目前初步實(shí)現(xiàn),組織工程成為今后醫(yī)學(xué)的重要領(lǐng)域。

        “去太空培養(yǎng)干細(xì)胞” 微重力效應(yīng)會(huì)帶來(lái)啥變化?

        據(jù)相關(guān)科學(xué)家介紹,干細(xì)胞生物學(xué)是如今備受矚目的研究領(lǐng)域之一,是組織工程和再生醫(yī)學(xué)研究的上游學(xué)科。干細(xì)胞的重要功能是維持和控制細(xì)胞的再生能力,并具有自我更新復(fù)制能力和多分化潛能,可分化為多種組織細(xì)胞類型。

        近些年,美國(guó)宇航局將空間干細(xì)胞培養(yǎng)作為重點(diǎn)研究的課題。2015年美國(guó)宇航局研究人員公布了空間干細(xì)胞生長(zhǎng)和組織再生方面的成果,其研究結(jié)果表明,太空微重力環(huán)境影響了小鼠擬胚體在太空的分化能力,抑制了譜系分化基因的表達(dá)。

        但有意思的是這些未分化的擬胚體在返回地面后繼續(xù)培養(yǎng)能夠進(jìn)一步分化。此外,美國(guó)加州大學(xué)科學(xué)家在微重力模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),微重力可以激活某些遺傳途徑,在受損組織再生時(shí)開(kāi)始運(yùn)作。

        “空間微重力效應(yīng)是否影響干細(xì)胞增殖和分化?能否利用空間微重力獨(dú)特的條件開(kāi)展干細(xì)胞大規(guī)模擴(kuò)增和組織工程構(gòu)建呢?這些問(wèn)題是目前空間生物學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題。”中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所工程師雷曉華說(shuō)。

        雷曉華說(shuō):“我們前期在地面實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)在模擬微重力效應(yīng)條件下,小鼠胚胎干細(xì)胞分化能力增強(qiáng),并且已發(fā)現(xiàn)引起這種變化的關(guān)鍵基因和分子信號(hào)通路。”

        “模擬微重力效應(yīng)并不是真實(shí)的微重力條件,只有太空才能提供真實(shí)的微重力環(huán)境,所以我們將利用空間實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),探討太空微重力環(huán)境下小鼠胚胎干細(xì)胞的增殖、分化特征,同時(shí)與地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì),全面了解微重力對(duì)胚胎干細(xì)胞增殖、分化的影響?!崩讜匀A說(shuō)。

        據(jù)介紹,中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所的科學(xué)家先后利用實(shí)踐八號(hào)、實(shí)踐十號(hào)返回式衛(wèi)星開(kāi)展了空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。他們?cè)趯?shí)踐十號(hào)衛(wèi)星上,獲得了太空中小鼠早期胚胎發(fā)育的實(shí)時(shí)顯微攝影圖片,在世界上首次觀察到哺乳動(dòng)物早期胚胎在太空微重力條件下能夠分裂并且發(fā)育到囊胚階段。

        服務(wù)地球,或許還能服務(wù)未來(lái)的太空移民

        在“天舟一號(hào)”上,中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所段恩奎研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)搭載了小鼠胚胎干細(xì)胞、小鼠擬胚體,通過(guò)普通光和熒光顯微成像技術(shù)觀察干細(xì)胞在太空中增殖和分化過(guò)程。同時(shí)地面將開(kāi)展平行實(shí)驗(yàn),通過(guò)天地比對(duì),初步了解空間微重力環(huán)境影響干細(xì)胞增殖和分化的情況。

        “從實(shí)踐八號(hào)、實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星再到天舟一號(hào)的實(shí)驗(yàn)是有連續(xù)性的。我們計(jì)劃在未來(lái)中國(guó)空間站上繼續(xù)這些研究,探討能否在太空培育出胚胎,甚至讓小鼠在太空中出生。而對(duì)于胚胎干細(xì)胞研究,我們將探索能否培養(yǎng)出有功能性的類組織,比如一個(gè)跳動(dòng)的心肌,或者腎、肝、脾組織。這是我們未來(lái)想要努力的方向。”雷曉華說(shuō)。

        這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將為更好地實(shí)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞的體外大量擴(kuò)增,更好地利用多能干細(xì)胞分化潛能提供一種新思路,為多能干細(xì)胞在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用探索一種新途徑,最終為未來(lái)利用多能干細(xì)胞服務(wù)于人類健康提供幫助。

        “或許人類未來(lái)可以到太空誘導(dǎo)干細(xì)胞生長(zhǎng)出某種組織器官,服務(wù)于地球上的人類。另一方面,未來(lái)的太空移民中,如果人類因傷病造成器官損傷,就可以再生修復(fù)這些器官。”雷曉華說(shuō)。

        “天舟一號(hào)”上的所有生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)都是通過(guò)注入指令和遙控飛船上的實(shí)驗(yàn)設(shè)施來(lái)進(jìn)行的,確實(shí)非常困難??茖W(xué)家希望未來(lái)能夠進(jìn)入中國(guó)空間站親自操作,來(lái)完成這些空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

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      [來(lái)源:新華網(wǎng)] [作者:喻菲] [編輯:胡愷睿]
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