Сходство с земноводными: биологи исследовали регенерацию конечностей у человека

Обычно, даже глубочайшие шрамы остаются на всю жизнь, не говоря уже о ампутированных конечностях. Но 40 годов назад учёные столкнулись с необыкновенным явлением: они увидели, что отрезанные кончики пальцев человека либо хоть какого другого млекопитающего способны отрасти поновой, ежели ноготь остался цел хотя бы отчасти.

Сейчас биологи решили разобраться в данной нам функции организма. Команда исследователей во главе с Маюми Ито (Mayumi Ito) из Нью-Йоркского института выявила популяцию стволовых клеток под ногтями, которые несут ответственность за регенерацию тканей кончиков пальцев. Клеточки будут работать, лишь ежели основной ногтевой эпителий (слой ткани, расположенный прямо под ногтевой пластинкой) остался невредимым.

«Я была поражена нашим сходством с амфибиями, которые также проявляют способность к регенерации конечностей. Это значит, что мы сохранили механизмы восстановления ещё с чрезвычайно ранешних периодов истории развития живых организмов», - говорит Ито.

Учёные употребляли технологию маркирования групп клеток: дочерние клеточки, произведённые стволовыми, были помечены голубым флуоресцентным белком. Благодаря такому подходу, Ито и её сотрудник Макото Такэо (Makoto Takeo) узнали, что стволовые клеточки, расположенные под ногтевой пластинкой, вначале несут ответственность за рост самих ногтей в течение всей жизни. Клеточки активируются опосля сигнала белков группы Wnt. Ежели же процесс передачи сигнала от белка к клеточке нарушен, то животное не сумеет отрастить палец.

Учёные провели опыт на мышах: грызунам ампутировали крошечный кончик пальца на задней лапке и проследили за дальнейшими действиями. Белок Wnt активировался в эпителии под оставшейся ногтевой пластинкой и заставлял нервишки разрастаться в повреждённой области. Их импульсы помогали белку FGF2 стимулировать рост мезенхимальных клеток, которые восстанавливали костную и мышечную ткани, также ткани сухожилия. Всего через 5 недель пальцы мышей были как новые.

Стоит раздельно отметить, что, ежели отрезано очень много ткани и эпителий необратимо повреждён, восстановления не произойдёт, так как белки Wnt не сумеют активизироваться.

Конечно, подобные опыты на людях не проводились. Но врачи и биологи уже не раз замечали, что механизм восстановления кончиков пальцев у нас таковой же, как и у других млекопитающих. Еще наиболее умопомрачительно то, что у нас есть нечто общее с земноводными: наши ногти напоминают нам о том, что когда-то чрезвычайно издавна мы были чрезвычайно похожи друг на друга.

«Это исследование поможет нам не только лишь разобраться в нашем прошедшем, да и заглянуть в недалёкое будущее и узнать, какие возможности к регенерации будет проявлять человек в дальнейшем», - считает молекулярный биолог Кен Мунеока (Ken Muneoka) из Тулейнского института Луизианы.

Стоит отметить, что остальные учёные всё же колеблются в неких качествах, о которых рассказывается в исследовании, проведённом Ито. Эшли Сайферт (Ashley Seifert), эксперт в области регенерации из института Кентукки, говорит: «Я не уверен в справедливости проведения параллели меж амфибиями и млекопитающими. Земноводные способны вернуть конечность, как глубоко бы она ни была ампутирована. К тому же, ногтей у их нет совершенно. Думаю, млекопитающие обрели эту способность в процессе самостоятельной эволюции». Он также добавил, что наверное есть ещё какие-то причины, действующие на процесс регенерации пальцев, кроме сигнального пути белков Wnt: «Если белок активизировать искусственно при очень глубочайшей ампутации, восстановления тканей всё равно не произойдёт, даже частичного».

Это увлекательное явление просит предстоящего углублённого исследования, но работа Ито и её коллег стала первым шагом на пути к исследованию устройств восстановления тканей у млекопитающих. С подробными плодами исследования можно ознакомиться в журнальчике Nature, где Ито и её команда выпустили свою статью.





К Земле приближается "комета века"

Система с критериями для проживания