該發現揭示,海參組織外植體可在天然海水中獨立愈合、重組并存活多年。
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在瑪麗·雪萊的經典恐怖小說中,弗蘭肯斯坦的怪物由死去的組織縫合而成,再被電擊成一個混亂、人造的生命仿制品。這是科幻作品中的終極套路。但在寒冷的海底,大自然正上演的絕技卻讓好萊塢的復活術顯得極為原始。
科學家發現了一種現實版“僵尸”生物,其被切斷的身體部位拒絕死亡。
研究發現,一種冷水海參(Psolus fabricii)被截斷的組織在普通海水中存活、愈合并持續生長了三年以上。
通常,斷肢會迅速腐爛。而在這里,被丟棄的組織做出了完全前所未有的事——它活出了自己的生命。
研究人員指出:“這一發現挑戰了關于組織永生可能性的固有假設,并為生物醫學領域開辟了令人振奮的可能。”
拒絕死亡的海參
這項研究由加拿大紐芬蘭紀念大學的科學家與比奇洛海洋科學實驗室的高級研究科學家蕾切爾·西普勒共同領導,源于一次偶然的天才發現。
生物學家注意到,海參管足上的丟棄組織在數周后仍未腐爛。大感好奇之下,他們設計了一系列長期實驗。
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在實驗中,他們切下海參管足、體壁和觸手的小塊組織,放入流動的未滅菌海水中。接下來發生的事令所有人大吃一驚。
“我們還沒有培育出一只全新的完整海參,但我們確實觀察到這些組織在切除多年后,出現了令人震驚的細胞生長和分化,”西普勒說,“這就像蜥蜴掉尾巴。我們知道某些蜥蜴能長出新尾巴,而我們現在探討的是,尾巴能否長出一只新蜥蜴。”
盡管環境復雜且充滿挑戰,離體組織在超過三年的時間里始終保持活躍,展現出細胞分化、活躍的免疫防御和結構重組能力。
由于沒有口和消化系統,這些組織以一種獨特方式維持生存——直接從天然海水中吸收溶解的氨基酸。這確立了一個適應力極強且前所未有的組織培養存活模型。
人體傷口愈合
長期以來,科學家依靠海拉細胞等“永生”細胞系進行長期研究。但標準的組織培養需要嚴格無菌、無細菌的環境才能存活,且無法表現出獨立的運動、愈合或真正意義上的生長。
盡管海參這類棘皮動物以再生缺失的身體部位而聞名,但科學家一直認為被丟棄的組織只會單純腐爛。
海參組織卻對這些規則不屑一顧。
“天然海水幾乎是我們實驗中所能采用的最具微生物多樣性、最不潔凈的方式,”她說,“然而,那個充滿細菌和各種有機物的豐富環境,實際上卻在喂養它們,讓這些組織得以愈合和生長。”
組織非但沒有被感染擊倒,反而啟動了自身的主動免疫反應。特化細胞直接遷移到傷口部位,一邊抵抗病菌,一邊攝取附近的有機物作為能量來源。
如果科學家能夠破解這些獨立細胞在沒有中樞神經系統和血液供應的情況下存活并重建的化學藍圖,就可能推動人類傷口愈合、抗菌治療和組織再生的進步。
此外,這種無脊椎動物組織在培養中保持了復雜的結構完整性,且不受脊椎動物細胞系所面臨的嚴格法規限制。沒有這些法律和生物安全上的障礙,讓它成為研究和教育中極易獲得的新模型。
該研究于5月27日發表在《科學進展》期刊上。
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