生物学

四肢再生：カエルが有望、ヒトも追従か

ツメガエル：再生のモデル

ツメガエルは、失われた四肢を再生する能力において動物界でユニークな存在です。野生では、こうした両生類はヒトのように複雑な四肢を再生することはできませんが、新しい実験的手法により失われた体の部分を置き換えることが可能になり、ヒトの四肢再生がいつか実現するかもしれないという希望が生まれています。

5種類の薬剤カクテル

タフツ大学とハーバード大学の研究者らは、成体のツメガエルの脚を切断し、その切り口を特別な5種類の薬剤カクテルで覆いました。この薬剤には、神経や筋肉の成長を促進するホルモンと、カエルの体が瘢痕形成につながるコラーゲンを生成するのを防ぐ薬剤が含まれています。

バイオドームキャップ

新しい脚の成長を刺激するために、科学者らは各カエルの傷口に「バイオドーム」と呼ばれるシリコン製のキャップを適用しました。このキャップには5種類の薬剤カクテルが含まれており、胚が育つ液体の入った嚢を模倣しており、再生に適した環境を作り出します。

1年がかりのプロセス

1年半後、成体のカエルは、神経、筋肉、骨、つま先のような突起を備えた機能的な脚に似た構造を再生しました。再生された四肢は完全ではなく、爪や一部の水かきがありませんでしたが、カエルは新しい脚を使って泳ぐことができました。

幹細胞と再生

トカゲのように四肢を再生できる動物は、傷口の末端にある幹細胞を使用して失われた付属肢を再構築します。ツメガエルはヒトと同様にこの能力はありませんが、薬剤とバイオドームキャップはこれらの動物の休眠中の再生能力を活性化させるようです。

ヒトの四肢再生の可能性

ツメガエルの実験の成功により、科学者らはヒトの四肢再生が数十年のうちに可能になるかもしれないという希望を持っています。研究者らは、生物医学工学と生物学の統合により、これを現実にする新たな進歩が生まれると信じています。

課題と今後の研究

ツメガエルでの結果は有望ですが、研究者らはこの技術をマウスに適用することは新しい課題をもたらすことを認めています。マウスはカエルとは異なる免疫システムと創傷治癒プロセスを持っているため、薬剤とバイオドームキャップをマウスで効果的に機能させるために変更する必要があるかもしれません。

こうした障害にもかかわらず、研究者らは彼らの研究が最終的にヒトの失われた四肢の再生を助ける治療法につながると楽観視しています。彼らは、四肢のような複雑な構造を再生する能力は、切断やその他の四肢の怪我に苦しむ人々の生活に大きな影響を与えるだろうと信じています。

ロングテイルキーワード

• バイオドームキャップはどのように羊膜環境を模倣しているのか？ バイオドームキャップは、5種類の薬剤の混合物を含むシリコンキャップです。胚が育つ液体の入った嚢を模倣するように設計されており、再生に適した環境を作り出します。
• 四肢再生技術をマウスに適用する際の障害は何ですか？ マウスはカエルとは異なる免疫システムと創傷治癒プロセスを持っているため、マウスで効果的に機能させるために薬剤とバイオドームキャップを修正する必要があるかもしれません。
• 科学者らは人間の四肢再生がいつ可能になると考えていますか？ 科学者らは、人間の四肢再生が数十年のうちに可能になると考えています。ただし、これが現実のものとなる前に克服すべき課題がまだあることを認めています。