南加州大学研究人员的实验可以帮助改善人类伤口愈合的努力提供信息。蜥蜴可以重新长出它们被切断的尾巴，使它们成为最接近人类的亲戚，可以再生丢失的附属物。但替代结构是不完美的软骨管，而不是包括脊柱和神经的原始尾巴。现在，由南加州大学领导的一项研究首次在《自然通讯》杂志上描述了干细胞如何帮助蜥蜴再生更好的尾巴。
"这是任何爬行动物，鸟类或哺乳动物通过干细胞治疗显着改善二级器官再生的唯一案例之一，它为改善人类的伤口愈合提供了参考，"该研究的主要作者，南加州大学凯克医学院骨科手术和干细胞生物学和再生医学助理教授Thomas Lozito说。"
Lozito标志："这些新的和改进的蜥蜴尾巴表现出所谓的'后腹部模式' - 这意味着它们在上侧或背面有骨骼和神经组织，在下侧或腹部有软骨组织。蜥蜴已经存在了超过2.5亿年，在所有这些时代，直到现在，还没有蜥蜴带着腹部形状的尾巴重新出现。我的实验室创造了第一个带有图案骨架的回收蜥蜴尾巴。"
为了实现这一目标，来自南加州大学和匹兹堡大学医学院的一组科学家分析了蜥蜴尾巴在成年再生过程中与胚胎发育的形成方式。在这两种情况下，神经干细胞或NSCs - 构建神经系统的干细胞 - 起着核心作用。
成体NSCs产生一种分子信号，阻断骨骼和神经的形成，促进软骨生长，有效地"腹部"尾巴的两侧，这导致典型的软骨管再生尾巴。
完全再生的壁虎尾巴的组织学。肌肉是白色的，软骨是红色的，增殖的细胞是绿色的，细胞核是蓝色的。资料来源：南加州大学/洛齐托实验室
即使没有这种腹部侧向化信号，成年NSCs也不能在尾巴后部产生新的神经组织。
相比之下，胚胎NSCs仅在成为下尾或腹部侧的软骨区域产生这种"腹部侧向化"信号。同时，在没有这些信号的情况下，骨骼和神经组织在上部或背部发育。因此，尾巴获得原始胚胎附属物的复杂后腹部模式。
然而，如果胚胎被植入成年尾巴的残余物中，它们会对腹部侧向化信号做出反应，而不是发育成背部结构。
为了克服这些障碍，Lozito的团队使用基因编辑工具使胚胎NSCs对腹部侧向化信号无反应，并通过手术将这些细胞植入成人尾巴的残余物中，从而实现完美的尾巴再生。
悲伤壁虎囊肿的组织学。肌肉是白色的，软骨是红色的，增殖的细胞是绿色的，细胞核是蓝色的。资料来源：南加州大学/洛兹托实验室
"这项研究为我们提供了如何提高生物体再生潜力的基本实践，"Lozito说。"完善不完美的再生蜥蜴尾巴为我们提供了一个蓝图，以改善无法自然再生的伤口的愈合，例如断肢和脊髓。通过这种方式，我们希望我们的蜥蜴研究能够在治疗难以愈合的伤害方面带来医学上的突破。"