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再生生物学

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再生生物学
再生生物学
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再生过程

再生材料的起源

截肢后,能够再生的附肢从截肢水平后面的残端组织中形成囊胚(参见照片)。这些组织发生剧烈变化。它们的细胞一旦专门化为肌肉,骨骼或软骨,就失去了通常被识别的特征(去分化)。然后,它们开始向伤口表皮迁移并在其下积聚,形成一个圆形的芽(胚芽),该芽从树桩中鼓出。最靠近芽尖端的细胞继续繁殖,而最靠近残端旧组织的细胞则根据其位置分化为肌肉或软骨。发育一直持续到再生附肢尖端的最终结构被分化,并且所有增殖细胞在此过程中被耗尽。

人类疾病:修复和再生

通过用健康的新细胞替换受损或破坏的细胞,修复和再生过程可以恢复个体的

胚泡细胞似乎可以分化为以前的同类细胞,或分化为紧密相关的类型。细胞也许可以在某些条件下改变其作用,但显然很少这样做。如果将肢体胚细胞移植到同一只动物的背部,它可能会继续发展为肢体。同样,移植到身体其他部位的尾巴母细胞会变成尾巴。因此,母细胞的细胞似乎带有不可磨灭的附肢印记,从它们产生细胞并注定要在其中发展。但是,如果将尾巴囊胚移植到肢体的残端,则再生的结构将是两个附肢的复合体。

极性和梯度理论

每种生物都有极性,一个例子就是生物体分化为头部或前部,尾巴或后部。再生零件也不例外。它们通过始终沿远端方向(远离身体的主要部分)生长而表现出极性。然而,在下无脊椎动物中,近端(靠近或朝向身体)和远端之间的区别并不总是清晰的。例如,不难扭转结肠积水中“茎”的极性。通常,茎的一部分在其自由端或远端会长出头端或hydranth;但是,如果捆绑在一起,它会在原本近端的一端再生一个透明的花饰。该系统中的极性显然是由活性梯度决定的,以至于每当新陈代谢速率最高的地方,海hydr就会再生。一旦形成了一个海,它就会通过抑制物质沿茎杆的向下扩散而抑制其附近的其他物质的产生。

当涡虫扁虫切成两半时,每片长回缺少的一端。形成切口的人体基本相同区域的细胞形成囊胚,在一种情况下会形成头部,在另一种情况下会形成尾巴。每个母细胞瘤再生的内容完全取决于它是在扁虫的前块还是后扁豆上:两者之间的真正差异可以通过代谢差异来确定。如果将扁虫的横切面切得很细(太窄而无法建立有效的代谢梯度),它可能会再生两个头,一个头在两端。如果通过接触某些药物而人为地降低了扁虫前端的代谢活性,那么蠕虫的前后端可能会长出头。

附属物再生带来了与整个生物体不同的问题。鱼的鳍和a的肢体具有近端和远端。但是,通过各种操作,可以使它们在近端方向上再生。如果在鱼鳍上切出一个方孔,则再生会如预期的那样从内缘发生,但也可能从远端开始。在后一种情况下,再生鳍实际上是一种远端结构,只是它恰好在近端方向上生长。

两栖动物的四肢反应相似。可以将a的手移植到附近的体壁上,一旦建立了足够的血流,就可以切断手臂在肩膀和肘部之间的位置。这样就形成了两个树桩,一个短的树桩由上臂的一部分组成,一个长的树桩由其余的臂组成,它们从动物的侧面以错误的方向突出。两个树桩都再生相同的东西,即,通常所有东西都位于截肢水平的远端,而不管树桩面向哪个方向。因此,反转的手臂会重新生成其自身的镜像。

显然,当结构再生时,它只能产生通常位于截肢水平远端的零件。参与细胞包含开发“下游”一切所需的信息,但永远不能成为更近端的结构。再生就像胚胎发育一样,以一定的顺序发生。