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5種類の薬剤カクテルを使用してアフリカツメガエルの失われた足の再生に成功、米タフツ大学研究グループ発表

2022.02.09

5剤のカクテルでカエルの失われた足を再生

まるでSF映画のようだが、5種類の薬剤のカクテルを用いて、カエルの失われた足を再生させるという技術が報告された。

研究者らによると、将来的には四肢切断者の治療法の開発につながる可能性があるという。

研究の詳細は、「Science Advances」に1月26日掲載された。

論文の筆頭著者である米タフツ大学のNirosha Murugan氏は、「われわれが特定した薬剤の組み合わせが、ほぼ完全な手足を作り出す様子を目にすると、興奮を禁じ得ない」と語っている。

サンショウウオやヒトデ、トカゲなどの生き物は手足の一部分が失われても、それを再生することができる。

しかし、人間はそれができず、今回の研究に用いられた成体のカエルにも、その能力はない。

しかしMurugan氏らは、5種類の薬剤のカクテルを使用して、成体のアフリカツメガエルの失われた足の再生に成功した。

アフリカツメガエルの足を切断後、研究者らが「バイオドーム」と呼んでいる、5剤のカクテルが入ったシリコンキャップを、足の断端に24時間留置。

すると、その後18カ月にわたる再生プロセスが引き起こされ、骨構造に似た特徴を持つ組織も含め、最終的に機能性をほぼ満たす足が再生された。

再生した足を持つ個体は、足に触るなどの刺激に反応するだけでなく、通常のカエルのように動き回り、水中で足を利用できた。

「長期間の再生プロセスをスタートさせるための最初の薬剤への曝露期間が、ごく短時間で良いという事実は、カエルやおそらく他の動物にも、再生能力が備わっている可能性のあることを示唆しているのではないか」と、Murugan氏はタフツ大学のプレスリリースの中で述べている。

研究グループによると、用いた5種類の薬剤は、炎症抑制、瘢痕化につながるコラーゲン生成の抑制、神経線維や血管、筋肉の成長促進など、それぞれ異なる作用を有するという。

自然に組織を再生できる生物は、主に水生環境に生息している。

手足を失った後の成長は、断端に芽体(blastema)が形成されることから始まり、そこから失われた部分を徐々に再構築していく。

一方、組織を再生できない生物は、創傷ができると最初の24時間で皮膚の細胞によって傷が覆われ、組織を保護しようとする。

それによって失血や感染は免れるが、断端は瘢痕化してしまい、そこからの再生は起こらない。

これに対して今回の研究では、切断後の最初の24時間に断端を「バイオドーム」に留置することで、瘢痕化を抑制した。

論文の共著者である同大学のDavid Kaplan氏は、「バイオドームは、羊膜に包まれた状態に似た環境を作り出す。その環境と、適切な薬剤の組み合わせとが相まって、瘢痕組織の影響を受けることなく、再生プロセスを進めることが可能になる」と説明している。

研究チームでは、これまでにもバイオドームを用いた研究で、組織を再生させ得ることを確認していた。

ただし、用いた薬剤が適切でなかったため、再生した足はほとんど機能しなかったという。

5剤のカクテルを用いることで、機能性を備えた組織を再生可能なことが明らかになったことから、次のステップは、「この手法が哺乳類にも応用可能かという検討に進む」と、論文の上席著者である同大学のMichael Levin氏は語っている。(HealthDay News 2022年1月27日)

Copyright © 2022 HealthDay. All rights reserved.
Photo Credit: Pouzin Olivier. African clawed frog(アフリカツメガエル).

(参考情報)
Abstract/Full Text
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj2164

Press Release
https://now.tufts.edu/articles/scientists-regrow-frog-s-lost-leg

構成/DIME編集部

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