Forscher von UC Irvine entdecken neue Technik zur Analyse entscheidender Zellaktivität bei der Gliedmaßenregeneration

Forscher von UC Irvine entdecken neue Technik zur Analyse entscheidender Zellaktivität bei der Gliedmaßenregeneration
Forscher von UC Irvine entdecken neue Technik zur Analyse entscheidender Zellaktivität bei der Gliedmaßenregeneration
Anonim

Entwicklung einer Methode zur Untersuchung der Funktion von Genen, die das Wachstum neuer Gliedmaßen bei Salamandern auslösen, könnte Hinweise auf potenzielle Therapien beim Menschen liefern

Irvine, Kalifornien, 10. Februar 2000 - Forscher der UC Irvine haben eine effektive Methode entwickelt, um die Funktion der spezifischen Gene zu untersuchen, die für die Gliedmaßenregeneration bei Salamandern erforderlich sind, eine Erkenntnis, die letztendlich Schlüsselinformationen liefern kann, die zu führen neue Ansätze für die Behandlung von Erkrankungen wie Rückenmarksverletzungen, tiefen Wunden und Verbrennungen.

Diese Entdeckung ermöglicht es Forschern zum ersten Mal, die Zellaktivität am Ort der Regeneration in diesem Amphibientier zu isolieren und zu untersuchen, der einzigen Wirbeltier-Lebensform, die verlorene Gliedmaßen nachwachsen lassen kann. Susan V. Bryant, David M. Gardiner und Stéphane Roy von der UCI-Abteilung für Entwicklungs- und Zellbiologie fanden heraus, dass sie durch die Verwendung einer im Labor veränderten Version eines Kuhpockenvirus – Vacciniavirus genannt – als Träger Moleküle einschleusen konnten die Zellen, in denen die Regeneration stattfindet, und initiieren spezifische Genfunktionen. Ihre Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe von Developmental Biology vom 15. Februar.

Obwohl Salamander-Studien viele Informationen darüber geliefert haben, wie sich Gliedmaßen regenerieren, waren die Forscher in ihrer Fähigkeit, die Funktion der spezifischen Gene zu analysieren, die für die Regeneration notwendig sind, begrenzt. Durch das Verständnis des Regenerationsprozesses können Forscher letztendlich neue Ansätze und Therapien finden, um beschädigte oder erkrankte Teile des menschlichen Körpers zu ersetzen und zu reparieren.

"Früher tappten wir im Dunkeln, als wir versuchten, die Funktion der Gene bei der Regeneration zu verstehen", sagte Bryant. "Indem wir verstehen, welche Gene was bei der Regeneration der Gliedmaßen bewirken, können wir untersuchen, warum Tiere sich nicht regenerieren können, und es bringt uns auf den Weg, Wege zu finden, um die Regeneration dort zu stimulieren, wo sie vorher nie existiert hat."

Mäuse, Frösche und Küken werden auch in der Regenerationsforschung verwendet, obwohl diese Wirbeltiere nicht die natürliche Fähigkeit des Salamanders haben, verlorene Gliedmaßen nachwachsen zu lassen. Die Herausforderung bei der UCI-Salamanderforschung, sagte Bryant, bestand darin, einen wirksamen Virusträger zu finden. Viren, die vor Vaccinia getestet wurden, infizierten die Zielzellen nicht, was es unmöglich machte, spezifische Moleküle zur Analyse einzuführen.

In einem Schlüsseltest in ihrer neuesten Studie entwickelten die UCI-Forscher ein Vacciniavirus mit der Fähigkeit, ein spezifisches Protein zu sezernieren, das dabei hilft, die Zellaktivität zu initiieren, die zum Gewebewachstum führt.Das Virus, das dieses Molekül absondert – ein Protein namens Sonic Hedgehog (Shh) – wurde während verschiedener Stadien der Regeneration in Zellen an der Stelle der Gliedmaßenamputation injiziert.

Durch das Testen der Funktion von Shh in diesen Zellen erfuhren die Forscher mehr über die Rolle, die dieses Protein im Regenerationsprozess spielt. Während der ersten Phase des Gliedmaßenwachstums wurde keine Shh-Aktivität nachgewiesen. Aber in späteren Stadien wurde beobachtet, dass Shh-Moleküle von Genen in den regenerierenden Zellen sezernierten und neues Zellwachstum und die Entwicklung von Gliedmaßen auslösten. Dadurch erfuhren die Forscher, dass Shh bei der Gliedmaßenregeneration des Salamanders dieselbe Rolle spielt wie bei der Entwicklung anderer Wirbeltiere, was Hinweise darauf liefert, wie dieses Protein im menschlichen Körper funktionieren könnte.

Die UCI-Forscher setzen die Vacciniavirus-Forschung fort und testen andere Moleküle, um die Funktion von Genen bei der Regeneration zu analysieren. Insbesondere werden sie die Genaktivität während der Anfangsphasen der Gliedmaßenregeneration untersuchen.Schließlich planen die Forscher, eine Datenbank zu erstellen, in der die spezifische Aktivität jedes am Regenerationsprozess beteiligten Gens aufgeführt ist.

Bryant, Gardiner und Roy führen ihre Forschung über das Developmental Biology Center der UCI durch. Dieses Vaccinia-Projekt wurde durch ein Stipendium der National Institutes of He alth finanziert.

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