Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Регенерация у людей - это повторный рост утраченных тканей или органов в ответ на травму. Это контрастирует с заживлением ран или частичной регенерацией, которая включает закрытие места повреждения с некоторой градацией рубцовой ткани. Некоторые ткани, такие как кожа, семявыносящие протоки и крупные органы, включая печень, могут довольно легко вырасти, в то время как другие считались практически неспособными к регенерации после травмы.

Вызывается регенерация множества тканей и органов. Мочевые пузыри печатаются на 3D-принтере в лаборатории с 1999 года. Кожную ткань можно регенерировать как in vivo , так и in vitro . Другие органы и части тела, которые были закуплены для регенерации, включают: пенис, жиры, влагалище, ткань мозга, тимус и уменьшенное человеческое сердце. Текущие исследования направлены на то, чтобы вызвать полную регенерацию большего количества органов человека.

Существуют различные методы, которые могут вызвать регенерацию. К 2016 году регенерация ткани была вызвана и осуществлена ​​наукой с использованием четырех основных методов: регенерация с помощью инструмента; [1] регенерация материалами; [2] [3] регенерация с помощью лекарств [4] [5] [6] и регенерация с помощью 3D-печати in vitro . [3]

История регенерации тканей человека [ править ]

У людей с неповрежденными тканями ткань со временем восстанавливается естественным путем; по умолчанию в этих тканях есть новые клетки для замены израсходованных клеток. Например, тело полностью регенерирует кость в течение 10 лет, а неповрежденная кожная ткань восстанавливается в течение двух недель. [2] На поврежденную ткань организм обычно реагирует иначе - эта экстренная реакция обычно включает образование определенной степени рубцовой ткани в течение более длительного периода времени, чем регенеративная реакция, что было доказано клинически [7] и наблюдениями. Есть еще много исторических и тонких представлений о процессах регенерации. В случае полнослойных ран менее 2 мм регенерация обычно происходит до образования рубцов. [8]В 2008 году при ранах полной толщины более 3 мм было обнаружено, что в рану необходимо ввести материал, чтобы вызвать полную регенерацию ткани. [9] [10]

Некоторые органы и ткани человека регенерируют, а не просто оставляют рубцы в результате травмы. К ним относятся печень, кончики пальцев и эндометрий. Теперь известно больше информации о пассивном замещении тканей в организме человека, а также о механизме стволовых клеток . Достижения в исследованиях сделали возможным индуцированную регенерацию гораздо большего числа тканей и органов, чем считалось возможным ранее. Целью этих методов является их использование в ближайшем будущем для восстановления любого типа тканей человеческого тела.

История методов регенерации [ править ]

Восстановление человеческого уха с помощью каркаса

К 2016 году регенерация была введена в действие и вызвана четырьмя основными методами: регенерация с помощью инструмента; [1] регенерация материалами; [2] [3] регенерация при помощи 3D печати; [3] и регенерация лекарствами. [4] [5] [6] К 2016 году регенерация с помощью инструментов, регенерация с помощью материалов и регенерирующих лекарств была в целом введена в действие in vivo (внутри живых тканей). В то время как к 2016 году регенерация с помощью 3D-печати в основном применялась in vitro (внутри лаборатории) для создания и подготовки ткани к трансплантации. [3]

Регенерация по инструменту [ править ]

Порез ножом или скальпелем обычно оставляет шрамы, хотя прокол иглой не оставляет рубцов. [1] [11] В 1976 году рубец размером 3 на 3 см у недиабетика был регенерирован инъекциями инсулина, и исследователи, подчеркнув более ранние исследования, утверждали, что инсулин регенерирует ткань. [4] [5] Неофициальные данные также показали, что шприц был одной из двух переменных, которые помогли восстановить рубец на руке. [4] Шприц вводили в четыре квадранта три раза в день в течение восьмидесяти двух дней. [4] Через восемьдесят два дня, после многих последовательных инъекций, шрам рассосался, и было отмечено, что человеческий глаз не заметил шрама. [4]Через семь месяцев область снова проверили, и снова было отмечено, что шрама не видно. [4]

В 1997 году было доказано, что раны, созданные инструментом, толщиной менее 2 мм могут зажить без рубцов [8], но более крупные раны, размер которых превышает 2 мм, заживают с образованием рубцов. [8]

В 2013 году на ткани свиньи было доказано, что микростолбы ткани полной толщины диаметром менее 0,5 мм могут быть удалены и что замещающая ткань представляет собой регенеративную ткань, а не рубец. Ткань удаляли по частям с удалением более 40% квадратной площади; и все частичные полные отверстия в квадратной области зажили без рубцов. [12] В 2016 году этот метод фракционного шаблона был также испытан на тканях человека. [1]

Регенерация с помощью материалов [ править ]

Обычно люди in vivo могут регенерировать поврежденные ткани на ограниченном расстоянии до 2 мм. Чем дальше раневая дистанция от 2 мм, тем больше потребуется стимуляции регенерации раны. К 2009 году за счет использования материалов максимальная индуцированная регенерация могла быть достигнута при разрыве ткани толщиной 1 см. [2] Перекрывая рану, материал позволял клеткам пересекать раневую щель; материал затем разложился. Эта технология была впервые использована внутри сломанной уретры в 1996 году. [2] [3] В 2012 году с использованием материалов была восстановлена ​​полная уретра in vivo. [3]

Поляризация макрофагов - это стратегия регенерации кожи. [13] Макрофаги отличаются от циркулирующих моноцитов. [13] Макрофаги демонстрируют ряд фенотипов, варьирующихся от M1, провоспалительного типа, до M2, прорегенеративного типа. [13] Материальные гидрогели поляризуют маркрофаги в ключевой регенеративный фенотип M2 in vitro. [13] В 2017 году гидрогели обеспечили полную регенерацию кожи вместе с волосяными фолликулами, после частичного иссечения рубцов у свиней и после разрезов ран на всю толщину у свиней. [13]

Регенерация с помощью 3D-печати [ править ]

В 2009 году регенерация полых органов и тканей с большим расстоянием диффузии была немного более сложной задачей. Следовательно, чтобы регенерировать полые органы и ткани с большим диффузионным расстоянием, ткань необходимо было регенерировать в лаборатории с помощью 3D-принтера. [2]

Различные ткани, регенерированные с помощью 3D-печати in vitro, включают:

  • Первым органом, когда-либо созданным и изготовленным в лаборатории, был мочевой пузырь, который был создан в 1999 году [14].
  • К 2014 году 3D-принтер регенерировал различные ткани, в том числе: мышцы, влагалище, половой член и тимус.
  • В 2014 году концептуальное человеческое легкое было впервые создано в лаборатории с помощью биоинженерии. [15] [16] В 2015 году лаборатория тщательно протестировала свой метод и регенерировала легкое свиньи. [15] [16] Свиньи легкие были успешно трансплантированы свинье без использования иммунодепрессантов. [15] [16]
  • В 2015 году исследователи разработали доказательство принципа биолимба внутри лаборатории; они также подсчитали, что для любых испытаний конечностей на людях потребуется не менее десяти лет. На конечности были продемонстрированы полностью функционирующие кожа, мышцы, кровеносные сосуды и кости. [17]
  • В апреле 2019 года исследователи напечатали на 3d принтере человеческое сердце. [18] Сердце-прототип был сделан из стволовых клеток человека, но размером с сердце кролика. [18] В 2019 году исследователи надеялись однажды разместить увеличенную версию сердца внутри человека. [18]
Градации сложности [ править ]
1-й уровеньУровень 2Уровень 3Уровень 4
КожаКровеносный сосудМочевой пузырьСердце
МышцыПечень
ГвоздиПоджелудочная железа
Пенис

Что касается печатных салфеток, то к 2012 году существовало четыре стандартных уровня сложности регенерации, признанных в различных академических учреждениях:

  • Первый уровень, плоская ткань, такая как кожа, воссоздать проще всего; [3]
  • Второй уровень - трубчатые структуры, такие как кровеносные сосуды; [3]
  • Третий уровень - полые нетрубчатые конструкции ; [3]
  • Четвертый уровень - это твердые органы , которые было сложнее воссоздать из-за наличия сосудов. [3]

В 2012 году в течение 60 дней в лаборатории можно было вырастить ткань размером с половину почтовой марки до размера футбольного поля; и большинство типов клеток можно было бы выращивать и размножать вне тела, за исключением печени, нервов и поджелудочной железы, поскольку эти типы тканей нуждаются в популяциях стволовых клеток. [3]

Регенерация с помощью лекарств [ править ]

Липоатрофия - это локальная потеря жира в тканях. Это обычное явление у диабетиков, которые используют обычные инъекции инсулина. [4] В 1949 году было показано, что гораздо более чистая форма инсулина вместо того, чтобы вызывать липоатрофию, восстанавливает локальную потерю жира после инъекций диабетикам. [4] В 1984 году было показано, что разные инъекции инсулина вызывают разные регенеративные реакции в отношении образования кожного жира у одного и того же человека. [5] На одном и том же теле было показано, что обычные формы инъекций инсулина вызывают липоатрофию, а инъекции высокоочищенного инсулина вызывают липогипертрофию . [5]В 1976 году было показано, что регенеративная реакция работает у недиабетиков после того, как липоатрофический рубец на руке размером 3 x 3 см был обработан чистым однокомпонентным растворимым инсулином свиньи. [5] [4] Шприц вводил инсулин под кожу одинаково в четырех квадрантах дефекта. [4] Чтобы равномерно нанести четыре единицы инсулина в основание дефекта, каждый квадрант дефекта получал по одной единице инсулина три раза в день в течение восьмидесяти двух дней. [4] После восьмидесяти двух дней последовательных инъекций дефект регенерировал до нормальной ткани. [4] [5]

В 2016 году ученые смогли преобразовать клетку кожи в любой другой тип ткани с помощью лекарств. [6] Этот метод был отмечен как более безопасный, чем генетическое перепрограммирование, которое в 2016 году было проблемой с медицинской точки зрения. [6] В этой методике использовался коктейль из химикатов, и он позволял эффективно восстанавливать на месте без какого-либо генетического программирования. [6] В 2016 году надеялись однажды использовать этот препарат для регенерации ткани в месте повреждения ткани. [6]

Естественно регенерирующие придатки и органы [ править ]

Сердце [ править ]

Некроз кардиомиоцитов активирует воспалительную реакцию, которая служит для очистки поврежденного миокарда от мертвых клеток и стимулирует восстановление, но может также продлить повреждение. Исследования показывают, что типы клеток, участвующие в этом процессе, играют важную роль. А именно, макрофаги, происходящие из моноцитов, имеют тенденцию вызывать воспаление, подавляя регенерацию сердца, в то время как макрофаги, находящиеся в тканях, могут способствовать восстановлению структуры и функции ткани. [19]

Эндометрий [ править ]

Эндометрий после процесса пробоя через менструальный цикл, повторно epithelializes быстро и регенерирует. [20] Хотя ткани с непрерывной морфологией, такие как неповрежденные мягкие ткани, последовательно полностью регенерируют; эндометрий - единственная ткань человека, которая полностью и последовательно восстанавливается после нарушения морфологии. [20]

Пальцы [ править ]

В мае 1932 г. Л. Х. МакКим опубликовал в журнале Канадской медицинской ассоциации отчет, в котором описывалась регенерация кончика пальца у взрослого после ампутации. Домашний хирург в Монреальской больнице общего профиля перенес ампутацию дистальной фаланги, чтобы остановить распространение инфекции. Менее чем через месяц после операции рентгеновский анализ показал возобновление роста кости, в то время как макроскопическое наблюдение показало возобновление роста ногтей и кожи. [21] Это один из самых ранних зарегистрированных примеров регенерации кончиков пальцев у взрослого человека. [22]

Исследования 1970-х годов показали, что дети в возрасте до 10 или около того, потерявшие кончики пальцев в результате несчастных случаев, могут отрастить кончик пальца в течение месяца, если их раны не зашиты кожными лоскутами - де-факто лечение в таких чрезвычайных ситуациях. Обычно у них нет отпечатка пальца , и если останется какой- либо кусочек ногтя, он также отрастет снова, обычно в квадратной форме, а не в круглой. [23] [24]

В августе 2005 года Ли Спиевак, которому тогда было чуть за шестьдесят, случайно отрезал кончик своего среднего пальца правой руки чуть выше первой фаланги . Его брат, д - р Алан Spievack, исследовал регенерации и при условии его пудрой внеклеточного матрикса , разработанной доктором Стивеном Badylak из McGowan института по регенеративной медицины . Г-н Спиевак покрыл рану порошком, и через четыре недели кончик его пальца снова вырос. [25] Эта новость была выпущена в 2007 году Голдакр описал это как «недостающий палец , который никогда не было», утверждая , что кончики пальцев отрастить и процитировал Саймон Кей , профессор хирургии кисти наУниверситет Лидса , который, судя по фотографии, предоставленной Голдакром, описал случай как «обычную травму кончика пальца с весьма незначительным заживлением» [26]

Похожая история сообщила CNN. Женщина по имени Дипа Кулкарни потеряла кончик мизинца, и врачи сначала сказали ей, что ничего нельзя сделать. Ее личное исследование и консультации с несколькими специалистами, включая Бадилак, в конечном итоге привели к тому, что она прошла регенеративную терапию и вернула себе кончик пальца. [27]

Почки [ править ]

Регенеративная способность почек недавно была исследована. [28]

Основной функциональной и структурной единицей почек является нефрон , который в основном состоит из четырех компонентов: клубочка, канальцев, собирательного протока и перитубулярных капилляров. Регенеративная способность почек млекопитающих ограничена по сравнению с таковыми у низших позвоночных.

В почках млекопитающих хорошо известна регенерация канальцевого компонента после острого повреждения. Недавно также была зарегистрирована регенерация клубочков . После острого повреждения проксимальный каналец повреждается сильнее, и поврежденные эпителиальные клетки отслаиваются от базальной мембраны нефрона. Выжившие эпителиальные клетки, однако, претерпевают миграцию, дедифференцировку, пролиферацию и повторную дифференцировку, чтобы пополнить эпителиальную выстилку проксимального канальца после повреждения. В последнее время наличие и участие стволовых клеток почекв трубчатой ​​регенерации. Однако в настоящее время возникает концепция стволовых клеток почек. В дополнение к выжившим эпителиальным клеткам канальцев и стволовым клеткам почек, стволовые клетки костного мозга также участвуют в регенерации проксимального канальца, однако механизмы остаются спорными. В последнее время появляются исследования, изучающие способность стволовых клеток костного мозга дифференцироваться в почечные клетки. [29]

Известно, что, как и другие органы, почки полностью регенерируются у низших позвоночных, таких как рыбы. Некоторые из известных рыб, демонстрирующих замечательную способность к регенерации почек, - это золотые рыбки, коньки, скаты и акулы. У этих рыб весь нефрон восстанавливается после повреждения или частичного удаления почки.

Печень [ править ]

Человеческой печени , в частности , известен своей способностью к регенерации, и способен делать это только с одной четверти его ткани, [30] обусловлено , главным образом в унипотентности из гепатоцитов . [31] Резекция печени может вызвать пролиферацию оставшихся гепатоцитов до тех пор, пока утраченная масса не будет восстановлена, причем интенсивность реакции печени прямо пропорциональна удаленной массе. В течение почти 80 лет хирургическая резекция печени у грызунов была очень полезной моделью для изучения пролиферации клеток. [32] [33]

Пальцы [ править ]

Пальцы ног, поврежденные гангреной и ожогами у пожилых людей, также могут отрастать снова, когда после лечения гангрены возвращается отпечаток ногтя и пальца ноги. [34]

Семявыносящий проток [ править ]

В семявыносящий проток может расти вместе после вазэктомии -thus в результате отказа вазэктомии. [35] Это происходит из-за того, что эпителий семявыносящего протока, как и эпителий некоторых других частей тела человека, способен регенерировать и создавать новую трубку в случае повреждения и / или разрыва семявыносящего протока. . [36] Даже после удаления пяти сантиметров или двух дюймов семявыносящего протока семявыносящий проток все еще может срастаться и снова прикрепляться, что позволяет сперматозоидам снова проходить и течь через семявыносящий проток, восстанавливая плодородие .[36]

Индуцированная регенерация у людей [ править ]

В настоящее время существует несколько тканей человека, которые были успешно или частично восстановлены. Многие из этих примеров относятся к теме регенеративной медицины , которая включает методы и исследования, проводимые с целью регенерации органов и тканей человека в результате травм. Основные стратегии регенеративной медицины включают дедифференцирование клеток места повреждения, трансплантацию стволовых клеток, имплантацию выращенных в лаборатории тканей и органов и имплантацию биоискусственных тканей.

Мочевой пузырь [ править ]

В 1999 г. мочевой пузырь стал первым регенерированным органом, переданным семи пациентам; по состоянию на 2014 год эти регенерированные мочевые пузыри все еще функционируют у бенефициаров. [14]

Жир [ править ]

В 1949 году было показано, что очищенный инсулин восстанавливает жир у диабетиков с липоатрофией . [4] В 1976 году, после 82 дней последовательных инъекций в рубец, было показано, что очищенный инсулин безопасно регенерирует жир и полностью регенерирует кожу у недиабетиков. [4] [5]

Во время диеты с высоким содержанием жиров и во время роста волосяных фолликулов зрелые адипоциты (жиры) естественным образом образуются во многих тканях. [37] Жировая ткань участвует в индукции регенерации тканей. Миофибробласты - это фибробласты, ответственные за рубцовую ткань, и в 2017 году было обнаружено, что регенерация жира трансформировала миофибробласты в адипоциты вместо рубцовой ткани. [38] [37] Ученые также определили, что передача сигналов костного морфогенетического белка (BMP) важна для трансформации миофибробластов в адипоциты с целью регенерации кожи и жира. [38]

Сердце [ править ]

Сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смерти во всем мире, и их доля увеличилась пропорционально с 25,8% мировых смертей в 1990 году до 31,5% смертей в 2013 году. [39] Это верно во всех регионах мира, кроме Африки. [39] [40] Кроме того, во время типичного инфаркта миокарда или сердечного приступа, примерно один миллиард сердечных клеток теряется. [41] Образовавшееся рубцевание значительно увеличивает риск опасных для жизни нарушений сердечного ритма или аритмий . Следовательно, способность естественным образом регенерировать сердце окажет огромное влияние на современное здравоохранение. Однако, хотя некоторые животные могут регенерировать повреждение сердца (например, аксолотль) кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы ) млекопитающих не могут пролиферировать (размножаться), а повреждение сердца вызывает рубцевание и фиброз .

Несмотря на то, что ранее считалось, что кардиомиоциты человека не образуются в более позднем возрасте, недавнее исследование показало, что это не так. В этом исследовании использовались испытания ядерной бомбы во время холодной войны , в результате которых углерод-14 попал в атмосферу и, следовательно, в клетки близлежащих жителей. [42] Они извлекли ДНК из миокарда этих испытуемых и обнаружили, что кардиомиоциты действительно обновляются с медленной скоростью - 1% в год с 25 лет до 0,45% в год в возрасте 75 лет. [42] Это составляет менее половины первоначальных кардиомиоцитов, заменяемых в течение средней продолжительности жизни. Однако были высказаны серьезные сомнения в достоверности этого исследования, в том числе в пригодности образцов как репрезентативных для нормально стареющих сердец. [43]

Несмотря на это, были проведены дальнейшие исследования, подтверждающие потенциал регенерации сердца человека. Было обнаружено, что ингибирование киназы p38 MAP индуцирует митоз в кардиомиоцитах взрослых млекопитающих [44], в то время как лечение ингибиторами киназы FGF1 и p38 MAP , как было обнаружено, регенерировало сердце, уменьшало рубцевание и улучшало сердечную функцию у крыс с сердечным повреждением. [45]

Одним из самых многообещающих источников регенерации сердца является использование стволовых клеток. На мышах было продемонстрировано наличие резидентной популяции стволовых клеток или кардиальных клеток-предшественников во взрослом сердце - эта популяция стволовых клеток перепрограммировалась, чтобы дифференцироваться в кардиомиоциты, которые заменяли те, которые были потеряны во время смерти сердечной ткани. [46] В частности, у людей в миокарде был обнаружен «мезенхимальный питающий слой сердца», который обновлял клетки предшественниками, которые дифференцировались в зрелые сердечные клетки. [47] Эти исследования показывают, что сердце человека содержит стволовые клетки, которые потенциально могут быть индуцированы для регенерации сердца при необходимости, а не просто использоваться для замены израсходованных клеток.

Утрата миокарда из-за болезни часто приводит к сердечной недостаточности; поэтому было бы полезно иметь возможность брать клетки из других частей сердца, чтобы восполнить потерянные. Это было достигнуто в 2010 году, когда зрелые сердечные фибробласты были перепрограммированы непосредственно в кардиомиоцитоподобные клетки. Это было сделано с использованием трех факторов транскрипции : GATA4 , Mef2c и Tbx5 . [48] Сердечные фибробласты составляют более половины всех сердечных клеток и обычно не способны проводить сокращения (не являются кардиогенными), но перепрограммированные были способны сокращаться спонтанно. [48] Значение состоит в том, что фибробласты из поврежденного сердца или из других источников могут быть источником функциональных кардиомиоцитов для регенерации.

Простое введение функционирующих сердечных клеток в поврежденное сердце эффективно лишь частично. Чтобы добиться более надежных результатов, необходимо создать структуры, состоящие из клеток, а затем трансплантировать. Масумото и его команда разработали метод получения слоев кардиомиоцитов и сосудистых клеток из ИПСК человека . Эти листы затем трансплантировали на инфарктное сердце крыс, что привело к значительному улучшению сердечной функции. [49] Эти листы все еще были обнаружены четыре недели спустя. [49]Также были проведены исследования в области сердечных клапанов. Тканевые сердечные клапаны, полученные из клеток человека, были созданы in vitro и трансплантированы в модель приматов, отличных от человека. Они показали многообещающую репопуляцию клеток даже после восьми недель и преуспели в том, что превзошли используемые в настоящее время небиологические клапаны. [50] В апреле 2019 года исследователи напечатали на 3D-принтере прототип человеческого сердца размером с сердце кролика. [18]

Легкое [ править ]

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) сегодня является одной из самых распространенных угроз здоровью. От него страдают 329 миллионов человек во всем мире, что составляет почти 5% мирового населения. ХОБЛ, убившая более 3 миллионов человек в 2012 году, стала третьей по значимости причиной смерти. [51] Еще хуже то, что из-за роста уровня курения и старения населения во многих странах прогнозируется дальнейший рост числа смертей в результате ХОБЛ и других хронических заболеваний легких . [52] Таким образом, развитие способности легких к регенерации пользуется большим спросом.

Было показано, что клетки, происходящие из костного мозга, могут быть источником клеток-предшественников множества клеточных линий, а исследование 2004 г. показало, что один из этих типов клеток участвует в регенерации легких. [53] Таким образом, был обнаружен потенциальный источник клеток для регенерации легких; однако, благодаря достижениям в индукции стволовых клеток и управлении их дифференцировкой, значительный прогресс в регенерации легких последовательно связан с использованием ИПСК и биокаффолдов, полученных от пациентов. Внеклеточный матрикс является ключом к генерации целых органов в пробирке. Было обнаружено, что при тщательном удалении клеток всего легкого остается «след», который может направлять клеточную адгезию и дифференцировку, если популяция эпителиальных клеток легкого и хондроцитовдобавлены. [54] Это имеет серьезные применения в регенеративной медицине, особенно в связи с тем, что исследование 2012 года успешно очистило популяцию клеток-предшественников легких, которые были получены из эмбриональных стволовых клеток. Затем их можно использовать для повторной клеточности трехмерного каркаса легочной ткани. [55]

Действительно, в 2008 году произошла успешная клиническая трансплантация тканевой трахеи 30-летней женщине с конечной стадией бронхомаляции . Каркас ЕСМ был создан путем удаления клеток и антигенов МНС из донорской трахеи человека, которая затем была колонизирована эпителиальными клетками и хондроцитами, полученными из мезенхимальных стволовых клеток, культивированными из клеток реципиента. [56] Трансплантат заменил ее левый главный бронх, немедленно обеспечив функционирование дыхательных путей, и сохранил свой нормальный внешний вид и механическую функцию через четыре месяца. [56] Поскольку трансплантат был получен из клеток, выращенных у реципиента, антидонорские антитела или иммунодепрессанты отсутствуют. были необходимы - огромный шаг к индивидуальной регенерации легких.

Исследование 2010 года пошло еще дальше, использовав каркас ЕСМ для создания целых легких in vitro для трансплантации живым крысам. [57] Они успешно обеспечили газообмен, но только на короткие промежутки времени. [57] Тем не менее, это был огромный скачок к полной регенерации легких и трансплантации для человека, который уже сделал еще один шаг вперед с регенерацией легких нечеловеческих приматов. [58]

Муковисцидоз - еще одно заболевание легких, которое является смертельным и генетически связано с мутацией в гене CFTR . Посредством выращивания специфического для пациента эпителия легких in vitro была получена легочная ткань, экспрессирующая фенотип муковисцидоза. [59] Это сделано для того, чтобы моделирование и лекарственные испытания патологии заболевания можно было проводить с надеждой на регенеративные медицинские приложения.

Пенис [ править ]

Пенис успешно регенерирован в лаборатории. [14] Пенис труднее регенерировать, чем кожа, мочевой пузырь и влагалище, из-за сложности структуры. [14]

Спинальные нервы [ править ]

Цель исследования травм спинного мозга - способствовать нейрорегенерации , восстановлению соединения поврежденных нервных цепей. [60] Нервы в позвоночнике - это ткань, для регенерации которой требуется популяция стволовых клеток. В 2012 году польский пожарный Дарек Фидика с параплегией спинного мозга перенес операцию по извлечению обонятельных обволакивающих клеток (OEC) из обонятельных луковиц Фидики.и инъекции этих стволовых клеток in vivo в место предыдущего повреждения. Со временем Фидика приобрел чувствительность, движение и ощущения в своих конечностях, особенно на той стороне, куда были введены стволовые клетки; он также сообщил о приобретении сексуальной функции. Фидика теперь может водить машину и теперь может ходить на некоторое расстояние с помощью рамы. Считается, что он первым в мире восстановил сенсорную функцию после полного перерыва спинномозговых нервов. [61] [62]

Тимус [ править ]

Исследователям из Эдинбургского университета удалось регенерировать живой орган. Регенерированный орган очень напоминал ювенильный тимус с точки зрения архитектуры и профиля экспрессии генов. [63] Вилочковая железа - один из первых органов, который дегенерирует у нормальных здоровых людей.

Вагина [ править ]

В период с 2005 по 2008 год четырем женщинам с гипоплазией влагалища из-за мюллеровой агенезии были регенерированы влагалища. [64] До восьми лет после трансплантации все органы имеют нормальное функционирование и структуру. [14]

См. Также [ править ]

  • Тканевая инженерия

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Там, Джошуа (14 июня 2016 г.). «Восстановление полной толщины кожи путем пересадки микроколонок» . Журнал исследований тканевой инженерии и регенеративной медицины . Отделение дерматологии Гарвардской медицинской школы, Бостон, Массачусетс, США: wileyonlinelibrary.com. 11 (10): 2796–2805. DOI : 10.1002 / term.2174 . PMC  5697650 . PMID  27296503 . Дата обращения 7 мая 2019 .
  2. ^ a b c d e f Атала, Энтони (октябрь 2009 г.). «Выращивание новых органов» . TED .
  3. ^ a b c d e f g h i j k l McManus, Rich (2 марта 2012 г.). «Атала исследует успехи регенеративной медицины» . nihrecord.nih.gov . Архивировано из оригинала на 2014-11-21 . Проверено 7 апреля 2015 года .
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Amroliwalla, F. K. (25 марта 1977 г.). «Вакцинальный рубец с атрофией мягких тканей, восстановленный местным лечением инсулином» (PDF) . Британский медицинский журнал . 1 (6073): 1389–1390. DOI : 10.1136 / bmj.1.6073.1389 . PMC 1606939 . PMID 861647 .   
  5. ^ Б с д е е г ч Кэмпбелл, Вт; Дункан, К; Анани, АР (1984). «Парадоксальные липодистрофические изменения, вызванные обычным бычьим и высокоочищенным свиным / бычьим инсулином» . Британский медицинский журнал . Соединенное Королевство: pmj.bmj.com. 60 (704): 439–441. DOI : 10.1136 / pgmj.60.704.439 . PMC 2417884 . PMID 6379631 .  
  6. ^ a b c d e f Смит, Дана Г. (28 апреля 2016 г.). «Ученые превращают клетки кожи в клетки сердца и клетки мозга с помощью лекарств: исследования представляют собой первое чисто химическое перепрограммирование клеток, изменение идентичности клетки без добавления внешних генов» . sciencedaily.com . Институты Гладстона.
  7. ^ Cubison TC, Папа SA, Parkhouse N (декабрь 2006). «Доказательства связи между временем заживления и развитием гипертрофических рубцов (HTS) при ожогах у детей из-за ожогов». Бернс . 32 (8): 992–9. DOI : 10.1016 / j.burns.2006.02.007 . PMID 16901651 . 
  8. ^ a b c Вилгус, Трейси А. (июнь 2007 г.). «Регенеративное исцеление кожи плода: обзор литературы». Лечение раны стомы . 53 (6): 16–31. PMID 17586870 . 
  9. ^ Дорин RP, Pohl HG, De Filippo RE, Yoo JJ, Атала A (2008). "А. Уорлд Дж. Урол. 2008; 26: 323". Мир Дж Урол . 26 (4): 323–6. DOI : 10.1007 / s00345-008-0316-6 . PMID 18682960 . S2CID 24808282 .  
  10. ↑ Энтони Атала; Даррелл Дж. Ирвин; Марша Моисей; Сунил Шаунак (1 августа 2010 г.). «Заживление ран и регенерация: роль тканевой среды в регенеративной медицине» . МИССИС БЫК . 35 (8): 597–606. DOI : 10.1557 / mrs2010.528 . PMC 3826556 . PMID 24241586 .  
  11. ↑ Джошуа Там (2013). «Фракционный забор кожи: аутологичная трансплантация кожи без заболеваемости донорским участком» . Пластическая и реконструктивная хирургия. Global Open . Пластическая и реконструктивная хирургия Сентябрь 2013 г. 1 (6): e47. DOI : 10.1097 / GOX.0b013e3182a85a36 . PMC 4174164 . PMID 25289241 .  
  12. ^ Джастин Р. Фернандес, доктор медицины, Хуан С. Самайоа, доктор медицины, Г. Феликс Броелш, доктор медицины, Майкл С. Маккормак, магистр делового администрирования, Алекса М. Николлс, бакалавр медицины, Марк А. Рэндольф, магистр медицины, Мартин С. Михм, доктор медицины Уильям Дж. Остин-младший, доктор медицины (2013). «Микромеханическое фракционное омоложение кожи». Пластическая и реконструктивная хирургия . ПЛАСТИЧЕСКАЯ ХИРУРГИЯ 2012. 131 (2): 216–23. DOI : 10.1097 / PRS.0b013e3182789afa . PMID 23357983 . S2CID 205973125 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ a b c d e Саводжи, Хоуман; Годау, Брент; Шейх Хассани, Мохсен; Акбари, Мохсен (26 июля 2018 г.). «Заменители тканей кожи и оценка риска биоматериалов и тестирование» . Границы биоинженерии и биотехнологии . Передний. Bioeng. Biotechnol. 6 : 86. DOI : 10.3389 / fbioe.2018.00086 . PMC 6070628 . PMID 30094235 .  
  14. ^ a b c d e Мохаммади, Дара (4 октября 2014 г.). «Биоинженерные органы: история до сих пор…» . theguardian.com . Проверено 9 марта 2015 года .
  15. ^ a b c Гонсалес, Робби (8 января 2018 г.). «Биоинженеры ближе, чем когда-либо к лабораторным легким» . wired.com . Дата обращения 27 мая 2020 .
  16. ^ a b c Уриарте, Хуан Дж. (2018). «Достижения биоинженерии легких и проблемы децеллюляризации и рецеллюляризации легких». Текущее мнение о трансплантации органов . journals.lww.com. 23 (6): 673–678. DOI : 10,1097 / MOT.0000000000000584 . PMID 30300330 . S2CID 52946782 .  
  17. ^ Plaugic, Лиззи (4 июня 2015). «Исследователи вырастили частично функционирующую конечность крысы в ​​лаборатории» . theverge.com . washtonpost.com . Дата обращения 8 июня 2015 .
  18. ^ a b c d Брахо-Санчес, доктор Эдит (17 апреля 2019 г.). «Исследователи напечатали на 3D-принтере сердце из клеток пациента» . edition.cnn.com . cnn . Дата обращения 8 мая 2019 .
  19. ^ Frangogiannis, NG (май 2015). «Воспаление при сердечной травме, ремонте и регенерации» . Curr Opin Cardiol . 30 (3): 240–245. DOI : 10.1097 / HCO.0000000000000158 . PMC 4401066 . PMID 25807226 .  
  20. ^ a b Мин, Вс; Wang, Song W .; Орр, Уильям (2006). «Графическая общая патология: 2.2 полное перерождение» . Патология . pathol.med.stu.edu.cn. Архивировано из оригинала на 2012-12-07 . Проверено 10 ноября 2013 . После завершения процесса восстановления структура и функция поврежденной ткани полностью нормальны. Этот тип регенерации часто встречается в физиологических ситуациях. Примерами физиологической регенерации являются постоянная замена клеток кожи и восстановление эндометрия после менструации. Полная регенерация может происходить при патологических ситуациях в тканях, обладающих хорошей регенеративной способностью.
  21. ↑ McKim, LH (май 1932 г.). «Регенерация дистальной фаланги» . Журнал Канадской медицинской ассоциации . 26 (5): 549–550. PMC 402335 . PMID 20318716 .  
  22. ^ Уикер, Иордания; Кеннет Камлер (август 2009 г.). «Современные концепции регенерации конечностей: взгляд ручного хирурга». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1172 (1): 95–109. Bibcode : 2009NYASA1172 ... 95W . DOI : 10.1111 / j.1749-6632.2009.04413.x . PMID 19735243 . 
  23. ↑ Вайнтрауб, Арлин (24 мая 2004 г.). «Гении возрождения» . BusinessWeek .
  24. ^ Illingworth Cynthia M (1974). «Захваченные пальцы и ампутированные кончики пальцев у детей». Журнал детской хирургии . 9 (6): 853–858. DOI : 10.1016 / s0022-3468 (74) 80220-4 . PMID 4473530 . 
  25. ^ «Рецепт регенерации: щепотка свиньи, клетка ящерицы» . NBC News. Ассошиэйтед Пресс. 19 февраля 2007 . Проверено 24 октября 2008 года .
  26. ^ Goldacre, Бен (3 мая 2008). «Отсутствующий палец, которого никогда не было» . Хранитель .
  27. ^ Женская настойчивость окупается регенерированным кончиком пальца Элизабет Коэн. Веб-сайт CNN, 9 сентября 2010 г., 16:51, страница найдена 16 сентября 2010 г.
  28. ^ Песня Джереми J (2013). «Регенерация и экспериментальная ортотопическая трансплантация биоинженерной почки» . Природная медицина . 19 (5): 646–651. DOI : 10.1038 / nm.3154 . PMC 3650107 . PMID 23584091 .  
  29. ^ Куринджи; и другие. (2009). «In vitro дифференцировка МСК в клетки с почечным канальцевым эпителиально-подобным фенотипом» . Почечная недостаточность . 31 (6): 492–502. DOI : 10.1080 / 08860220902928981 . PMID 19839827 . 
  30. ^ "Регенерация печени отключена" . Биомедицина. 2007-04-17 . Проверено 17 апреля 2007 .
  31. ^ Майкл, Сандра Роуз (2007). «Био-скалярная технология: восстановление и оптимизация гомеостаза тела и разума» (PDF) . 15-я ежегодная конференция AAAAM : 2. Архивировано из оригинального (PDF) 20 ноября 2008 года . Проверено 24 октября 2008 года .
  32. ^ Хиггинс, GM; RM Андерсон RM (1931). «Экспериментальная патология печени. I. Восстановление печени белой крысы после частичного хирургического удаления». Arch. Патол . 12 : 186–202.
  33. ^ Михалопулос, GK; MC DeFrances (4 апреля 1997 г.). «Регенерация печени» . Наука . 276 (5309): 60–66. DOI : 10.1126 / science.276.5309.60 . PMID 9082986 . S2CID 2756510 .  
  34. ^ Демарко, Питер. 1986. Способ лечения тканей животных и человека, поврежденных ожогами и явной видимой гангреной. США 4618490 
  35. ^ Миллер, Корин (2017-09-11). «Вот что происходит при неудачной вазэктомии» . СЕБЯ . Проверено 16 марта 2019 .
  36. ^ a b Ролник, ХК (июль 1924 г.). «Регенерация семявыносящего протока». Архив хирургии . 9 (1): 188. DOI : 10.1001 / archsurg.1924.01120070191008 . ISSN 0004-0010 . 
  37. ↑ a b Хорсли, Ватт (6 апреля 2017 г.). «Отменить и заменить: регенерация адипоцитов при заживлении ран» . Стволовая клетка клетки (Представленная рукопись). 20 (4): 424–426. DOI : 10.1016 / j.stem.2017.03.015 . PMID 28388424 . 
  38. ^ a b Пликус; и другие. (5 января 2017 г.). «Регенерация жировых клеток из миофибробластов при заживлении ран» . Наука . 355 (6326): 748–752. Bibcode : 2017Sci ... 355..748P . DOI : 10.1126 / science.aai8792 . PMC 5464786 . PMID 28059714 .  
  39. ^ a b Мендис, Шанти; Пуска, Пекка; Норрвинг, Бо (2011). Глобальный атлас профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и борьбы с ними (PDF) (1-е изд.). Женева: Всемирная организация здравоохранения в сотрудничестве с Всемирной федерацией сердца и Всемирной организацией по борьбе с инсультом. С. 3–18. ISBN  9789241564373.
  40. ^ GBD 2013 Смертность и причины смерти, соавторы (17 декабря 2014 г.). «Глобальная, региональная и национальная возрастная и половая смертность от всех причин и причин смерти от 240 причин смерти, 1990–2013 годы: систематический анализ для исследования глобального бремени болезней 2013» . Ланцет . 385 (9963): 117–71. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (14) 61682-2 . PMC 4340604 . PMID 25530442 .  
  41. ^ Лафламм, Массачусетс; Мерри, CE (июль 2005 г.). «Возрождение сердца». Природа Биотехнологии . 23 (7): 845–56. DOI : 10.1038 / nbt1117 . PMID 16003373 . S2CID 8265954 .  
  42. ^ а б Бергманн О. и др. (2009). «Доказательства обновления кариомиоцитов у людей» . Наука . 324 (5923): 98–102. Bibcode : 2009Sci ... 324 ... 98B . DOI : 10.1126 / science.1164680 . PMC 2991140 . PMID 19342590 .  
  43. ^ Kajstura J, et al. (2012). «Ответ на Bergmann et al.: Датирование рождения кардиомиоцитов человека с использованием углерода 14» . Циркуляционные исследования . 110 (1): e19 – e21. DOI : 10,1161 / CIRCRESAHA.111.259721 . PMC 4159170 . PMID 25214670 .  
  44. ^ Engel, FB; Schebesta, M .; Duong, MT; Lu, G .; Ren, S .; Madwed, JB; Jiang, H .; Wang, Y .; Китинг, MT (2005). «Ингибирование киназы P38 MAP делает возможной пролиферацию кардиомиоцитов взрослых млекопитающих» . Гены и развитие . 19 (10): 1175–1187. DOI : 10,1101 / gad.1306705 . PMC 1132004 . PMID 15870258 .  
  45. ^ Феликс Б. Энгель, Патрик Ч. Х., Ричард Т. Ли, Марк Т. Китинг; Се; Ли; Китинг (октябрь 2006 г.). «Терапия ингибитором киназы FGF1 / p38 MAP индуцирует митоз кардиомиоцитов, уменьшает рубцевание и восстанавливает функцию после инфаркта миокарда» . Труды Национальной академии наук . 103 (42): 15546–15551. Bibcode : 2006PNAS..10315546E . DOI : 10.1073 / pnas.0607382103 . PMC 1622860 . PMID 17032753 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  46. ^ Смарт Н. и др. (2011). «Кардиомиоциты de novo из активированного тупого сердца после травмы» . Природа . 474 (7353): 640–644. DOI : 10,1038 / природа10188 . PMC 3696525 . PMID 21654746 .  
  47. ^ Лаугвиц К.Л. и др. (2005). «Постнатальные isl1 + кариобласты входят в полностью дифференцированные клоны кардиомиоцитов» . Природа . 433 (7026): 647–653. Bibcode : 2005Natur.433..647L . DOI : 10,1038 / природа03215 . PMC 5578466 . PMID 15703750 .  
  48. ^ а б Иеда М. и др. (2010). «Прямое перепрограммирование фибробластов в функциональные кардиомиоциты с помощью определенных факторов» . Cell . 142 (3): 375–386. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.07.002 . PMC 2919844 . PMID 20691899 .  
  49. ^ a b Масумото H, et al. (2014). «Листы сердечной ткани, созданные с помощью iPS-клеток, с кардиомиоцитами и сосудистыми клетками для регенерации сердца» . Научные отчеты . 6714 : 6716. Bibcode : 2014NatSR ... 4E6716M . DOI : 10.1038 / srep06716 . PMC 4205838 . PMID 25336194 .  
  50. ^ Вебер B и др. (2013). «Готовые человеческие децеллюляризованные тканевые сердечные клапаны в модели приматов, не относящихся к человеку» . Биоматериалы . 34 (30): 7269–7280. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2013.04.059 . PMID 23810254 . 
  51. ^ «10 ведущих причин смерти в мире, 2000 и 2011 годы» . Всемирная организация здоровья. Июль 2013 . Проверено 29 ноября 2013 года .
  52. ↑ Mathers CD, Loncar D (ноябрь 2006 г.). «Прогнозы глобальной смертности и бремени болезней с 2002 по 2030 годы» . PLOS Med . 3 (11): e442. DOI : 10.1371 / journal.pmed.0030442 . PMC 1664601 . PMID 17132052 .  
  53. ^ Исидзава К. и др. (2004). «Клетки, полученные из костного мозга, способствуют регенерации легких после эмфиземы легких, вызванной эластазой» . FEBS . 556 (1–3): 249–252. DOI : 10.1016 / s0014-5793 (03) 01399-1 . PMID 14706858 . S2CID 1334711 .  
  54. ^ Balestrini JL, et al. (2015). «Внеклеточный матрикс как драйвер регенерации легких» . Анналы биомедицинской инженерии . 43 (3): 568–576. DOI : 10.1007 / s10439-014-1167-5 . PMC 4380778 . PMID 25344351 .  
  55. ^ Longmire TA и др. (2012). «Эффективное получение очищенных предшественников легких и щитовидной железы из эмбриональных стволовых клеток» . Стволовая клетка . 10 (4): 398–411. DOI : 10.1016 / j.stem.2012.01.019 . PMC 3322392 . PMID 22482505 .  
  56. ^ a b Macchiarini P, et al. (2008). «Клиническая трансплантация тканевой инженерии дыхательных путей». Ланцет . 372 (9655): 2023–2030. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (08) 61598-6 . PMID 19022496 . S2CID 13153058 .  
  57. ^ а б Петерсен Т.Х. и др. (2010). «Легкие с тканевой инженерией для имплантации in vivo» . Наука . 329 (5991): 538–541. Bibcode : 2010Sci ... 329..538P . DOI : 10.1126 / science.1189345 . PMC 3640463 . PMID 20576850 .  
  58. ^ Bonvillain RW и др. (2012). «Модель регенерации легких нечеловеческих приматов: децеллюризация, опосредованная детергентами, и начальная рецеллюляризация in vitro с мезенхимальными стволовыми клетками» . Tissue Engineering Часть A . 18 (23–24): 23–24. DOI : 10.1089 / ten.tea.2011.0594 . PMC 3501118 . PMID 22764775 .  
  59. ^ Вонг А.П. и др. (2012). «Направленная дифференцировка плюрипотентных стволовых клеток человека в зрелый эпителий дыхательных путей, экспрессирующий функциональный белок CFTR» . Природа Биотехнологии . 30 (9): 876–882. DOI : 10.1038 / nbt.2328 . PMC 3994104 . PMID 22922672 .  
  60. ^ Kabu, S .; Gao, Y .; Kwon, BK; Лабхасетвар В. (2015). «Доставка лекарств, клеточная терапия и подходы к тканевой инженерии при повреждении спинного мозга» . Журнал контролируемого выпуска . 219 : 141–54. DOI : 10.1016 / j.jconrel.2015.08.060 . PMC 4656085 . PMID 26343846 .  
  61. ↑ Куинн, Бен (21 октября 2014 г.). «Парализованный Дарек Фидыка снова ходит после новаторской операции» . Хранитель . Проверено 26 октября 2014 года . 38-летний мужчина, который считается первым в мире человеком, оправившимся от полного перерыва спинномозговых нервов, теперь может ходить с каркасом и смог возобновить самостоятельную жизнь, вплоть до вождения. автомобиль, в то время как ощущения вернулись к его нижним конечностям.
  62. ↑ Уолш, Фергус (21 октября 2014 г.). «Парализованный человек снова ходит после трансплантации клеток» . BBC . Проверено 26 октября 2014 года .
  63. ↑ Blackburn, CC (апрель 2014 г.). «Регенерация старого тимуса одним фактором транскрипции» . Развитие . 141 (8): 1627–1637. DOI : 10.1242 / dev.103614 . PMC 3978836 . PMID 24715454 .  
  64. ^ Уокер, Питер (2014-04-11). «Вагины, выращенные в лабораториях, успешно имплантированы девочкам с редким заболеванием» . Хранитель .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Странно, Кевин ; Инь, Виравут (апрель 2019 г.). «Наркотик демонстрирует удивительную способность восстанавливать поврежденные сердца и другие части тела» . Scientific American . Vol. 320 нет. 4. С. 56–61.

Внешние ссылки [ править ]

  • Лаборатория регенерации конечностей UCI