Регенерация у человека - Википедия - Regeneration in humans

Регенерация у человека это повторный рост утраченных тканей или органов в ответ на травму. Это в отличие от лечение раны, или частичная регенерация, которая включает закрытие места повреждения с некоторой степенью шрам ткань. Некоторые ткани, такие как кожа, семявыносящий проток и крупные органы, включая печень, могут довольно легко вырасти, в то время как другие считались неспособными к регенерации после травмы или вообще не имели ее.

Вызывается регенерация множества тканей и органов. Мочевые пузыри печатаются на 3D-принтере в лаборатории с 1999 года. Кожную ткань можно регенерировать. in vivo, 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 лекарствами[4][5][6] и регенерация in vitro 3d печать.[3]

История регенерации тканей человека

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 периода времени дольше, чем регенеративная реакция, что было клинически доказано.[7] и через наблюдение. 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 стволовые клетки. 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

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 3д печати;[3] и регенерация с помощью лекарств.[4][5][6] К 2016 году регенерация с помощью инструментов, регенерация с помощью материалов и регенерирующих препаратов 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 осуществлялась за счет in vitro (внутри лаборатории), чтобы построить и подготовить ткань для трансплантации.[3]

Регенерация по инструменту

Порез ножом или скальпелем обычно оставляет шрамы, хотя прокол иглой не оставляет рубцов.[1][11] В 1976 году шрам размером 3 на 3 см у человека, не страдающего диабетом, был регенерирован инъекциями инсулина, и исследователи, подчеркнув более ранние исследования, утверждали, что инсулин регенерирует ткань.[4][5] Неофициальные данные также подчеркнули, что шприц был одной из двух переменных, которые помогли восстановить рубец на руке.[4] Шприц вводили в четыре квадранта трижды в день в течение восьмидесяти двух дней.[4] Спустя восемьдесят два дня, после многих последовательных инъекций, рубец рассосался, и было отмечено, что человеческий глаз не заметил рубца.[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, превышающие 2 мм, зажили рубцами.[8]

В 2013 году на ткани свиньи было доказано, что микроколонки 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 материалами

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] Материал, перекрывая рану, позволял клеткам пересекать раневую щель; материал затем разложился. Впервые эта технология была использована при повреждении уретры в 1996 году.[2][3] В 2012 году с использованием материалов восстановлена ​​полная уретра in vivo.[3]

Поляризация макрофагов - это стратегия регенерации кожи.[13] Макрофаги дифференцируются от циркулирующих моноцитов.[13] Макрофаги проявляют 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 с волосяными фолликулами, после частичного иссечения рубцов у свиней и после разрезов ран на всю толщину у свиней.[13]

Регенерация с помощью 3D-печати

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 созданным в лаборатории, был мочевой пузырь, созданный в 1999 году.[14]
  • К 2014 году с помощью 3D-принтера были регенерированы различные ткани, в том числе: мышцы, влагалище, половой член и вилочковая железа.
  • В 2014 году концептуальное человеческое легкое было впервые создано в лаборатории с помощью биоинженерии.[15][16] В 2015 году лаборатория тщательно протестировала свою технику и регенерировала легкое свиньи.[15][16] Затем легкое свиньи было успешно трансплантировано 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
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 подобный скин было проще всего воссоздать;[3]
  • Второй уровень был трубчатые конструкции такие как кровеносные сосуды;[3]
  • Третий уровень был полые нетрубчатые конструкции;[3]
  • Четвертый уровень был твердые органы, которые было гораздо 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 лекарствами

Липоатрофия это локализованная 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 имеют разные регенеративные реакции в отношении образования кожного жира у одного и того же человека.[5] На том же самом теле было показано, что обычные формы инъекций инсулина вызывают липоатрофию, а инъекции высокоочищенного инсулина вызывают липогипертрофия.[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 равномерно в четыре квадранта 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 технике используется смесь химикатов и обеспечивается эффективная регенерация на месте без какого-либо генетического программирования.[6] В 2016 году появилась надежда, что однажды это лекарство будет использовано для регенерации ткани в месте повреждения ткани.[6]

Естественно регенерирующие придатки и органы

Сердце

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

В эндометрий после процесса разрушения во время менструального цикла быстро реэпителизируется и регенерируется.[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

В мае 1932 года Л. Х. МакКим опубликовал отчет в Журнал Канадской медицинской ассоциации, который описывает регенерацию кончика пальца взрослого после ампутации. Домашний хирург в Больница общего профиля Монреаля перенес ампутацию дистальная фаланга 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 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 не будет отпечаток пальца, и если останется какой-либо кусочек ногтя, он также отрастет, обычно в квадратной форме, а не в круглой.[23][24]

В августе 2005 года Ли Спиевак, которому тогда было чуть больше шестидесяти, случайно отрубил кончик своего среднего пальца правой руки чуть выше первая фаланга. Его брат, доктор Алан Спиевак, исследовал регенерацию и предоставил ему порошкообразный внеклеточный матрикс, разработанный доктором Стивеном Бадилаком из Институт Макгоуэна из Регенеративная медицина. Г-н Спиевак покрыл рану порошком, и через четыре недели кончик его пальца снова вырос.[25] Новость вышла в 2007 году. Бен Голдакр описал это как «отсутствующий палец, которого никогда не было», утверждая, что кончики пальцев снова отрастают, и цитировал Саймон Кей, профессор хирургия руки на Университет Лидса, который, судя по фотографии, предоставленной Goldacre, описал этот 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]

Почка

Регенеративная способность почка был недавно исследован.[28]

Основной функционально-структурной единицей почки является нефрон, который в основном состоит из четырех компонентов: клубочка, канальцев, собирательного канала 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 возрождение клубочки также был задокументирован. 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 почек стволовые клетки в 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

Человек печень особенно известен своей способностью к регенерации и способен делать это только из одной четверти своей ткани,[30] в основном из-за униженность из гепатоциты.[31] Резекция печени может вызвать пролиферацию оставшихся гепатоцитов до тех пор, пока утраченная масса не будет восстановлена, когда 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 ног

Пальцы ног повреждены гангрена ожоги у пожилых людей также могут вырасти снова, когда отпечатки ногтей и пальцев ног возвращаются после лечения гангрены.[34]

Семявыносящий проток

В семявыносящий проток могут снова срастись после вазэктомия - в результате вазэктомия не удалась.[35] Это происходит из-за того, что эпителий семявыносящий проток (подобно эпителию некоторых других частей человеческого тела) способен регенерировать и создавать новую трубку в случае повреждения и / или разрыва семявыносящего протока.[36] Даже когда целых пять сантиметры (или два дюймы ) семявыносящего протока удаляется, семявыносящий проток все еще может срастаться и снова прикрепляться, что позволяет сперме снова проходить и течь через семявыносящий проток, восстанавливая фертильность человека.[36]

Индуцированная регенерация у человека

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

Мочевой пузырь

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]

Толстый

В 1949 году было показано, что очищенный инсулин восстанавливает жир у диабетиков с липоатрофия.[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, отвечающие за шрам а в 2017 году было обнаружено, что регенерация жира превратила миофибробласты в адипоциты вместо рубцовой ткани.[38][37] Ученые также выявили костный морфогенетический белок (BMP) важен для трансформации миофибробластов в адипоциты с целью регенерации кожи и жира.[38]

Сердце

Сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смерти во всем мире и увеличились 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 инфаркт миокарда или сердечного приступа, примерно один миллиард сердечных клеток теряется.[41]Образовавшееся рубцевание значительно увеличивает риск опасных для жизни нарушений сердечного ритма или аритмии. Следовательно, способность естественным образом восстанавливать сердце будет иметь огромное значение для современного здравоохранения. Однако, хотя некоторые животные могут регенерировать повреждение сердца (например, аксолотль ), млекопитающее кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы) не могут пролиферировать (размножаться), а повреждение сердца вызывает рубцевание и фиброз.

Несмотря на ранее существовавшее мнение о том, 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 Холодная война, который внес углерод-14 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 вызывает митоз кардиомиоцитов взрослых млекопитающих,[44] при лечении FGF1 и p38 MAP киназа Было обнаружено, что ингибиторы регенерируют сердце, уменьшают рубцевание и улучшают 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 человеческое сердце содержит стволовые клетки, которые потенциально могут быть побуждены к 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 помощью трех факторы 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. Для достижения 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 человеческих ИПСК. 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 через восемь 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

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - одна из самых распространенных угроз здоровью сегодня. 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 числа курящих и старения населения во многих странах количество смертей в результате ХОБЛ и других хронических заболеваний. легкое прогнозируется дальнейший рост заболеваний.[52] Следовательно, 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 постоянно связан с использованием ИПСК и биокаффолдов, полученных от пациентов. внеклеточный матрикс является ключом к созданию целых органов in vitro. Было обнаружено, что при тщательном удалении клеток всего легкого остается «след», который может направлять клеточную адгезию и дифференцировку, если популяция эпителиальных клеток легких и хондроциты добавлены.[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 инженерии. трахея у 30-летней женщины с терминальной стадией бронхомаляция. Каркас ECM был создан путем удаления клеток и MHC антигены 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 были необходимы - огромный шаг к индивидуальной регенерации легких.

Исследование 2010 года пошло еще дальше, использовав каркас ECM для создания целых легких in vitro для трансплантации живым крысам.[57] Эти успешно включены 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]

Кистозный фиброз это еще одно заболевание легких, которое является смертельным и генетически связано с мутацией в Ген CFTR. Посредством выращивания специфического для пациента эпителия легкого 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

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

Позвоночные нервы

Цель исследование травм спинного мозга продвигать нейрорегенерация, переподключение поврежденных нейронных цепей.[60] Нервы в позвоночнике - это ткань, для регенерации которой требуется популяция стволовых клеток. В 2012 году польский пожарный Дарек Фидыка, с параплегия спинного мозга, прошли процедуру, которая заключалась в извлечении клетки обонятельной оболочки (OECs) от Fidyka's обонятельные луковицы 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

Исследователи из Эдинбургский университет удалось восстановить живой орган. Регенерированный орган очень напоминал ювенильный вилочковая железа с точки зрения архитектуры и профиля экспрессии генов.[63] Вилочковая железа - один из первых органов, который дегенерирует у нормальных здоровых людей.

Влагалище

В период с 2005 по 2008 год четыре женщины с гипоплазия влагалища из-за Мюллерова агенезия дали регенерированные влагалища.[64] До восьми лет после пересадки все органы имеют нормальное функционирование и структуру.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Там, Джошуа (14 июня 2016 г.). «Восстановление полной толщины кожи путем пересадки микроколонок». Журнал тканевой инженерии и исследований регенеративной медицины. Отделение дерматологии Гарвардской медицинской школы, Бостон, Массачусетс, США: wileyonlinelibrary.com. 11 (10): 2796–2805. Дои:10.1002 / термин.2174. ЧВК  5697650. PMID  27296503. Получено 7 мая 2019.
  2. ^ а б c d е ж Атала, Энтони (октябрь 2009 г.). «Выращивание новых органов». ТЕД.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Макманус, Рич (2 марта 2012 г.). «Атала исследует успехи регенеративной медицины». nihrecord.nih.gov. Архивировано из оригинал на 2014-11-21. Получено 7 апреля 2015.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Амроливалла, Ф. К. (25 марта 1977 г.). «Вакцинальный рубец с атрофией мягких тканей, восстановленный местным лечением инсулином» (PDF). Британский медицинский журнал. 1 (6073): 1389–1390. Дои:10.1136 / bmj.1.6073.1389. ЧВК  1606939. PMID  861647.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Кэмпбелл, Вт; Дункан, К; Анани, А. Р. (1984). «Парадоксальные липодистрофические изменения, вызванные обычным бычьим и высокоочищенным свиным / бычьим инсулином». Британский медицинский журнал. Соединенное Королевство: pmj.bmj.com. 60 (704): 439–441. Дои:10.1136 / pgmj.60.704.439. ЧВК  2417884. PMID  6379631.
  6. ^ а б c d е ж 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, Pape SA, Parkhouse N (декабрь 2006 г.). «Доказательства связи между временем заживления и развитием гипертрофических рубцов (HTS) при ожогах у детей из-за ожогов». Ожоги. 32 (8): 992–9. Дои:10.1016 / j.burns.2006.02.007. PMID  16901651.
  8. ^ а б c Вилгус, Трэйси А. (июнь 2007 г.). «Регенеративное исцеление кожи плода: обзор литературы». Лечение раны стомы. 53 (6): 16–31. PMID  17586870.
  9. ^ Дорин Р.П., Поль Х.Г., Де Филиппо Р.Э., Ю Дж.Дж., Атала А (2008). "А. Уорлд Дж. Урол. 2008; 26: 323". Мир Дж Урол. 26 (4): 323–6. Дои: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 или регенерация: роль тканевой среды в регенеративной медицине». Миссис бык. 35 (8): 597–606. Дои:10.1557 / mrs2010.528. ЧВК  3826556. PMID  24241586.
  11. ^ Джошуа Там (2013). «Фракционный забор кожи: аутологичная пересадка кожи без заболеваемости со стороны донора». Пластическая и реконструктивная хирургия. Global Open. Пластическая и реконструктивная хирургия Сентябрь 2013 г. 1 (6): e47. Дои:10.1097 / GOX.0b013e3182a85a36. ЧВК  4174164. PMID  25289241.
  12. ^ Джастин Р. Фернандес, доктор медицины, Хуан С. Самайоа, доктор медицины, Дж. Феликс Броелш, доктор медицины, Майкл К. 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. Дои:10.1097 / PRS.0b013e3182789afa. PMID  23357983. S2CID  205973125.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  13. ^ а б c d е Саводжи, Хоуман; Годау, Брент; Шейх Хассани, Мохсен; Акбари, Мохсен (26 июля 2018 г.). «Заменители кожных тканей и оценка риска биоматериалов». Границы биоинженерии и биотехнологии. Передний. Bioeng. Biotechnol. 6: 86. Дои:10.3389 / fbioe.2018.00086. ЧВК  6070628. PMID  30094235.
  14. ^ а б c d е Мохаммади, Дара (4 октября 2014 г.). «Биоинженерные органы: история до сих пор…». theguardian.com. Получено 9 марта 2015.
  15. ^ а б c Гонсалес, Робби (8 января 2018 г.). «Биоинженеры ближе, чем когда-либо, к легким, выращенным в лаборатории». wired.com. Получено 27 мая 2020.
  16. ^ а б 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. Дои:10.1097 / MOT.0000000000000584. PMID  30300330. S2CID  52946782.
  17. ^ Плаугик, Лиззи (4 июня 2015 г.). «Исследователи вырастили частично функционирующую конечность крысы в ​​лаборатории». theverge.com. Washingtonpost.com. Получено 8 июн 2015.
  18. ^ а б c d Брахо-Санчес, доктор Эдит (17 апреля 2019 г.). «Исследователи напечатали на 3D-принтере сердце из клеток пациента-человека». edition.cnn.com. cnn. Получено 8 мая 2019.
  19. ^ Франгогианнис, Н. (Май 2015 г.). «Воспаление при сердечной травме, ремонте и регенерации». Curr Opin Cardiol. 30 (3): 240–245. Дои:10.1097 / HCO.0000000000000158. ЧВК  4401066. PMID  25807226.
  20. ^ а б Мин, Вс; Wang, Song W .; Орр, Уильям (2006). «Графическая общая патология: 2.2 полная регенерация». Патология. pathol.med.stu.edu.cn. Архивировано из оригинал на 2012-12-07. Получено 2013-11-10. 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, L.H. (май 1932 г.). «Регенерация дистальной фаланги». Журнал Канадской медицинской ассоциации. 26 (5): 549–550. ЧВК  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:2009НЯСА1172 ... 95Вт. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2009.04413.x. PMID  19735243.
  23. ^ Вайнтрауб, Арлин (24 мая 2004 г.). "Гении возрождения". BusinessWeek.
  24. ^ Иллингворт Синтия М (1974). «Захваченные пальцы и ампутированные кончики пальцев у детей». Журнал детской хирургии. 9 (6): 853–858. Дои:10.1016 / с0022-3468 (74) 80220-4. PMID  4473530.
  25. ^ «Рецепт регенерации: щепотка свиньи, клетка ящерицы». NBC News. Ассошиэйтед Пресс. 19 февраля 2007 г.. Получено 24 октября, 2008.
  26. ^ Голдакр, Бен (3 мая 2008 г.). "Отсутствующий палец, которого никогда не было". Хранитель.
  27. ^ Настойчивость женщины окупается восстановленным кончиком пальца пользователя Элизабет Коэн. Сайт CNN, 9 сентября 2010 г., 16:51, страница найдена 16 сентября 2010 г.
  28. ^ Песня Джереми Дж. (2013). «Регенерация и экспериментальная ортотопическая трансплантация биоинженерной почки». Природа Медицина. 19 (5): 646–651. Дои:10,1038 / нм. 3154. ЧВК  3650107. PMID  23584091.
  29. ^ Куринджи; и другие. (2009). "Дифференциация in vitro МСК в клетки с почечным канальцевым эпителиоподобным фенотипом". Почечная недостаточность. 31 (6): 492–502. Дои:10.1080/08860220902928981. PMID  19839827.
  30. ^ "Регенерация печени отключена". Биомедицина. 2007-04-17. Получено 2007-04-17.
  31. ^ Майкл, Сандра Роуз (2007). «Био-скалярная технология: регенерация и оптимизация гомеостаза тела и разума» (PDF). 15-я ежегодная конференция AAAAM: 2. Архивировано из оригинал (PDF) 20 ноября 2008 г.. Получено 24 октября, 2008.
  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, Г.К .; MC DeFrances (4 апреля 1997 г.). «Регенерация печени». Наука. 276 (5309): 60–66. Дои:10.1126 / science.276.5309.60. PMID  9082986. S2CID  2756510.
  34. ^ Демарко, Питер. 1986 г. 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. Получено 2019-03-16.
  36. ^ а б Ролник, Х.С. (июль 1924 г.). «Регенерация семявыносящего протока». Архив хирургии. 9 (1): 188. Дои:10.1001 / archsurg.1924.01120070191008. ISSN  0004-0010.
  37. ^ а б Хорсли, Ватт (6 апреля 2017 г.). «Отменить и заменить: регенерация адипоцитов при заживлении ран». Стволовая клетка (Представлена ​​рукопись). 20 (4): 424–426. Дои:10.1016 / j.stem.2017.03.015. PMID  28388424.
  38. ^ а б Пликус; и другие. (5 января 2017 г.). «Регенерация жировых клеток из миофибробластов при заживлении ран». Наука. 355 (6326): 748–752. Bibcode:2017Научный ... 355..748P. Дои:10.1126 / science.aai8792. ЧВК  5464786. PMID  28059714.
  39. ^ а б 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. ^ ГББ 2013 Смертность и причины смерти, соавторы (17 декабря 2014 г.). «Глобальная, региональная и национальная смертность от всех причин и причин смерти с разбивкой по возрасту и полу от 240 причин смерти, 1990–2013 годы: систематический анализ для исследования глобального бремени болезней 2013». Ланцет. 385 (9963): 117–71. Дои:10.1016 / S0140-6736 (14) 61682-2. ЧВК  4340604. PMID  25530442.
  41. ^ Лафламм, Массачусетс; Мерри, CE (июль 2005 г.). «Возрождение сердца». Природа Биотехнологии. 23 (7): 845–56. Дои: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:2009Научный ... 324 ... 98B. Дои:10.1126 / science.1164680. ЧВК  2991140. PMID  19342590.
  43. ^ Kajstura J, et al. (2012). «Ответ на Bergmann et al.: Датирование рождения кардиомиоцитов человека по углероду 14». Циркуляционные исследования. 110 (1): e19 – e21. Дои:10.1161 / CIRCRESAHA.111.259721. ЧВК  4159170. PMID  25214670.
  44. ^ Engel, F. B .; Schebesta, M .; Duong, M. T .; Lu, G .; Ren, S .; Madwed, J. B .; Jiang, H .; Wang, Y .; Китинг, М. Т. (2005). «Ингибирование киназы P38 MAP делает возможной пролиферацию кардиомиоцитов взрослых млекопитающих». Гены и развитие. 19 (10): 1175–1187. Дои:10.1101 / gad.1306705. ЧВК  1132004. PMID  15870258.
  45. ^ Феликс Б. Энгель, Патрик К. Х. Се, Ричард Т. Ли, Марк Т. Китинг; Се; Ли; Китинг (октябрь 2006 г.). «Терапия ингибиторами 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. Дои:10.1073 / pnas.0607382103. ЧВК  1622860. PMID  17032753.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  46. ^ Смарт Н и др. (2011). «Кардиомиоциты de novo из активированного тупого сердца после травмы». Природа. 474 (7353): 640–644. Дои:10.1038 / природа10188. ЧВК  3696525. PMID  21654746.
  47. ^ Лаугвиц К.Л. и др. (2005). «Постнатальные isl1 + кариобласты входят в полностью дифференцированные линии кардиомиоцитов». Природа. 433 (7026): 647–653. Bibcode:2005Натура.433..647л. Дои:10.1038 / природа03215. ЧВК  5578466. PMID  15703750.
  48. ^ а б Иеда М. и др. (2010). «Прямое перепрограммирование фибробластов в функциональные кардиомиоциты с помощью определенных факторов». Клетка. 142 (3): 375–386. Дои:10.1016 / j.cell.2010.07.002. ЧВК  2919844. PMID  20691899.
  49. ^ а б Масумото Х. и др. (2014). «Листы сердечной ткани, созданные с помощью iPS-клеток, с кардиомиоцитами и сосудистыми клетками для регенерации сердца». Научные отчеты. 6714: 6716. Bibcode:2014НатСР ... 4Э6716М. Дои:10.1038 / srep06716. ЧВК  4205838. PMID  25336194.
  50. ^ Вебер Б. и др. (2013). "Готовые человеческие децеллюляризованные тканевые сердечные клапаны в модели приматов, не относящихся к человеку". Биоматериалы. 34 (30): 7269–7280. Дои: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. Получено 29 ноября, 2013.
  52. ^ Mathers CD, Loncar D (ноябрь 2006 г.). «Прогнозы глобальной смертности и бремени болезней с 2002 по 2030 год». PLOS Med. 3 (11): e442. Дои:10.1371 / journal.pmed.0030442. ЧВК  1664601. PMID  17132052.
  53. ^ Исидзава К. и др. (2004). «Клетки костного мозга способствуют регенерации легких после эмфиземы легких, вызванной эластазой». FEBS. 556 (1–3): 249–252. Дои: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. Дои:10.1007 / s10439-014-1167-5. ЧВК  4380778. PMID  25344351.
  55. ^ Longmire TA, et al. (2012). «Эффективное получение очищенных предшественников легких и щитовидной железы из эмбриональных стволовых клеток». Стволовая клетка. 10 (4): 398–411. Дои:10.1016 / j.stem.2012.01.019. ЧВК  3322392. PMID  22482505.
  56. ^ а б Macchiarini P, et al. (2008). «Клиническая трансплантация тканевой инженерии дыхательных путей». Ланцет. 372 (9655): 2023–2030. Дои:10.1016 / S0140-6736 (08) 61598-6. PMID  19022496. S2CID  13153058.
  57. ^ а б Петерсен TH и др. (2010). «Легкие с тканевой инженерией для имплантации in vivo». Наука. 329 (5991): 538–541. Bibcode:2010Sci ... 329..538P. Дои:10.1126 / science.1189345. ЧВК  3640463. PMID  20576850.
  58. ^ Bonvillain RW, et al. (2012). «Модель регенерации легких приматов, отличных от человека: децеллюризация, опосредованная детергентами, и начальная рецеллюляризация in vitro с мезенхимальными стволовыми клетками». Тканевая инженерия, часть А. 18 (23–24): 23–24. Дои:10.1089 / ten.tea.2011.0594. ЧВК  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. Дои:10.1038 / nbt.2328. ЧВК  3994104. PMID  22922672.
  60. ^ Kabu, S .; Gao, Y .; Kwon, B.K .; Лабхасетвар В. (2015). «Доставка лекарств, клеточная терапия и тканевая инженерия подходов к повреждению спинного мозга». Журнал контролируемого выпуска. 219: 141–54. Дои:10.1016 / j.jconrel.2015.08.060. ЧВК  4656085. PMID  26343846.
  61. ^ Куинн, Бен (21 октября 2014 г.). «Парализованный Дарек Фидика снова ходит после новаторской операции». Хранитель. Получено 26 октября 2014. 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. Получено 26 октября 2014.
  63. ^ Блэкберн, CC (апрель 2014 г.). «Регенерация старого тимуса одним фактором транскрипции». Разработка. 141 (8): 1627–1637. Дои:10.1242 / dev.103614. ЧВК  3978836. PMID  24715454.
  64. ^ Уокер, Питер (2014-04-11). «Вагины, выращенные в лабораториях, успешно имплантированы девочкам с редким заболеванием». Хранитель.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка