メキシコサンショウウオであるアホロートルは、四肢全体、臓器、さらには脳の一部まで再生する驚くべき再生能力を持っており、人間の治癒の進歩の可能性に関する洞察を提供します。
アホロートルは、失われた体の部分を完全に再生できるため、1世紀以上にわたって生物学者を魅了してきました。Natureに掲載された最近の研究では、アホロートルの細胞には、再生を導く「位置記憶」があることが明らかになりました。この記憶により、細胞は体内の位置を記憶し、傷跡や不一致な形状なしに欠落した構造を再構築できます。
細胞は、体軸に沿った位置を知っている内部GPSを持っているかのように機能します。四肢が失われると、傷の近くの細胞が増殖し、細胞が混ざり合って元の位置を記憶する構造である芽球を形成します。この正確な位置記憶により、細胞は欠落した四肢をシームレスに再生できます。
この研究では、この位置記憶の維持におけるHand2と呼ばれる遺伝子と、Sonic hedgehogと呼ばれるシグナル伝達タンパク質の役割が強調されています。四肢の背面にある細胞はHand2を生成し、Hand2は損傷時にSonic hedgehogを活性化します。Sonic hedgehogはHand2を強化し、細胞のアイデンティティを固めます。
科学者たちは、前面の細胞をSonic hedgehogにさらすことによって、このシステムを「ハッキング」することができ、それによってそれらは背面のアイデンティティを採用するようになりました。四肢が再生した後でも、これらの再プログラムされた細胞は、複数の再生を通じて新しいアイデンティティを保持しました。この細胞記憶の書き換えは、前面から背面に向かってより確実に機能し、これは「後方優位性」と呼ばれる現象です。
位置記憶を理解することで、創傷治癒と組織工学に革命を起こし、医師が周囲に完全に一致する代替組織を成長させることができるようになります。これにより、傷跡のない治癒、複雑な創傷の正確な修復、および体のシステムへの適切な統合による失われた組織の再生につながる可能性があります。
この研究は、記憶に対する私たちの理解に挑戦し、体全体の細胞が遺伝子とタンパク質にコードされた記憶を保存していることを示しています。これらの細胞記憶は編集可能であり、再生医療に新たな可能性をもたらします。この研究はまた、初期の発達と成人の再生を結びつけ、同じ分子回路がどのように四肢の再生のために再利用されるかを明らかにしています。
アホロートルは、自然の生息地で脅かされていますが、再生を理解する上で依然として非常に貴重です。正確に自己再構築する能力は、人間の再生の可能性を解き放つための貴重な教訓を提供します。この研究は、移植された細胞にその役割と場所に関する正確な指示を与えることにより、創傷治癒と組織工学に革命を起こすことに私たちを近づけます。