재생(생물학)

Regeneration (biology)
해바라기 별, 팔 재생
재생되는 꼬리를 가진 왜소한 노랑머리 도마뱀붙이

생물학에서 재생은 유전체, 세포, 유기체, 그리고 생태계가 교란이나 [1]손상을 일으키는 자연적인 변동이나 사건에 탄력적으로 반응하도록 만드는 재생, 복원, 그리고 조직 성장의 과정이다.박테리아에서 [2][3]인간에 이르기까지 모든 종은 재생이 가능하다.재생은 새로운 조직이 손실된 [4]조직과 동일한 경우 완료되거나[4] 괴사 조직 후에 섬유화가 [5]오는 경우[5] 불완전할 수 있습니다.

가장 기본적인 수준에서 재생은 유전자 조절의 분자 과정에 의해 매개되며 세포 증식, 형태 형성 및 세포 [6][7]분화의 세포 과정을 포함한다.그러나 생물학에서의 재생은 다세포 유기체가 생리적, 형태학적 상태의 무결성을 회복하고 유지할 수 있도록 특징의 표현형 가소성을 특징짓는 형태 유발 과정을 주로 말한다.유전적 수준 이상으로 재생은 근본적으로 무성 세포 [8]작용에 의해 조절된다.재생은 재생과는 다릅니다.예를 들어 히드라는 재생을 하지만 싹트는 방법으로 번식한다.

히드라와 플라나리아 편충은 적응력이 매우 높은 재생 [9]능력으로 오랫동안 모범 유기체 역할을 해왔다.일단 상처를 입으면, 그들의 세포는 활성화되어 장기를 원래의 [10]상태로 되돌린다.꼬리 양서류의 목인 Caudata는 사지, 꼬리, 턱, 눈 그리고 다양한 내부 [2]구조를 재생하는 능력으로 볼 때 아마도 재생에 가장 능숙한 척추동물 그룹일 것이다.장기 재생은 메타조아 [9]생물들 사이에서 흔하고 광범위한 적응 능력이다.이와 관련하여, 일부 동물들은 분열, 싹트기, 또는 [8]핵분열을 통해 무성생식을 할 수 있다.예를 들어, 플라나리안 부모는 수축하고 중간에 분할하며,[11] 각각의 절반은 원본의 두 개의 클론을 형성하기 위해 새로운 끝을 생성합니다.

극피동물, 가재, 많은 파충류, 그리고 양서류는 조직 재생의 주목할 만한 예를 보여준다.예를 들어, 자가 절개술의 경우, 동물이 포획을 피하기 위해 손발이나 꼬리를 떼어낼 때 방어 기능을 한다.사지나 꼬리가 자동 절제된 후, 세포는 활동을 시작하고 조직은 [12][13][14]재생됩니다.어떤 경우에는 절단된 사지가 새로운 [15]개체를 재생시킬 수 있다.대부분의 물고기와 도롱뇽에서 사지의 재생이 제한되고 꼬리 재생은 유충 개구리와 두꺼비(성충이 아님)에서 일어난다.도롱뇽이나 트리톤은 절단 후 팔다리가 계속 자란다.파충류, 첼로니안, 악어 그리고 뱀은 잃어버린 부분을 재생시킬 수 없지만, 많은 종류의 도마뱀, 도마뱀붙이, 이구아나들은 높은 재생 능력을 가지고 있다.보통, 그것은 그들의 꼬리의 일부를 떨어뜨리고 방어 메커니즘의 일부로 재생하는 것을 포함합니다.포식자를 탈출시키다가 포식자가 꼬리를 잡으면 연결이 [16]끊어진다.

생태계

주요 기사:재생(에코로지)

생태계는 재생될 수 있다.숲에 불이 나거나 해충이 발생하는 등 소동이 일어나면 개척종들이 점유하고 공간을 두고 경쟁하며 새롭게 개방된 서식지에 자리를 잡게 된다.묘목의 새로운 성장과 지역사회 집결 과정은 [17][18]생태계의 재생으로 알려져 있다.

세포 분자 기초

동물의 형태 형성에서 패턴 형성은 손상이 발생한 후 세포를 작동시키는 유전적 유도 인자에 의해 조절된다.예를 들어 신경세포는 GAP-43, 튜불린, 액틴, 새로운 신경펩타이드 배열 및 세포생리반응이 [19]손상에서 재생되도록 유도하는 사이토카인과 같은 성장관련 단백질을 발현한다.조직의 최초 발달에 관여하는 많은 유전자들은 재생 과정에서 다시 초기화된다.예를 들어, 제브라피쉬 지느러미의 원초 세포는 성장과 [20]재생 과정에서 호메오박스 msx 계열의 4개의 유전자를 발현합니다.

티슈

전략에는 기존 조직의 재배열, 성체 체세포의 사용, 세포의 탈분화 및/또는 전분화 등이 포함됩니다.또, [1]같은 동물의 다른 조직에서는 복수의 모드가 동작할 수 있습니다.이 모든 전략은 적절한 조직의 극성, 구조 및 [21]: 873 형태를 재정립하는 결과를 초래합니다."발달 과정 동안, 유전자들은 다른 조직으로 분화할 때 세포의 특성을 수정하는 역할을 하는 것으로 활성화된다.발달과 재생은 "재생하기 시작하는 줄기세포의 더미"[22]인 부종으로 집단 세포의 조정과 구성을 포함한다.세포의 탈분화는 세포가 재생 과정에서 조직을 개조함에 따라 조직 특이적 특성을 잃는 것을 의미한다.이것은 세포의 전이 분화와 혼동되어서는 안 된다. 즉, 세포가 재생 과정에서 조직 특이적 특성을 잃고 나서 다른 종류의 [21]세포로 재분화되는 것이다.

동물에서

절지동물

사지 재생

많은 절지동물들은 부상이나 절개 [23]후에 팔다리와 다른 부속물을 재생시킬 수 있다.재생능력은 발달단계와 탈피능력에 의해 제약된다.

지속적으로 탈피를 하는 갑각류는 [24]일생 동안 재생될 수 있다.탈피 주기는 일반적으로 호르몬에 의해 조절되지만, 사지 절단술은 조기 [23][25]탈피를 유발한다.

귀뚜라미와 같은 반악성 곤충은 마지막 [26]탈피를 하기 전에 님프로서 사지를 재생시킬 수 있습니다.

완전 대사성 곤충은 최종 탈피와 변성 전에 유충으로 부속지를 재생시킬 수 있다.예를 들어 딱정벌레 애벌레는 절단된 팔다리를 재생시킬 수 있다.초파리 애벌레는 팔다리가 없지만 그들의 맹장 원반인 상상 [27]원반을 재생시킬 수 있다.두 시스템 모두 새 조직이 다시 성장하면 [27][28]번영이 지연됩니다.

곤충과 갑각류 동물의 부속지 재생에 기초하는 메커니즘은 매우 [29]보존되어 있다.사지 재생 기간 동안 두 분류군의 종들은 증식하고 성장하여 없어진 [30]조직을 보충하는 발진을 형성한다.

독 재생

전갈을 포함한 거미류는 활성 단백질이 모두 [31]보충되기 전에 독의 양이 대체되기 때문에 재생되는 독의 함량은 원래 독과 다르지만 독을 재생하는 것으로 알려져 있다.

초파리 모형

초파리 드로소필라 멜라노가스터는 재생, 특히 내장과 생식선 [32]재생을 조절하는 분자 메커니즘을 이해하는 데 유용한 모델 유기체입니다.이 조직들에서, 상주 줄기세포는 지속적으로 잃어버린 [33]세포를 재생한다.하마의 신호 경로는 파리에게서 발견되었고 중간구트 재생에 필요한 것으로 밝혀졌다.나중에, 이 보존된 신호 경로는 심장, 간, 피부, 그리고 폐와 [34]장을 포함한 많은 포유동물 조직의 재생에 필수적인 것으로 밝혀졌다.

고리형 동물

많은 고리형 동물(세그먼트 웜)은 [35]재생이 가능합니다.예를 들어, Chaetopterus variopedatus와 Branchioma nigromaculata는 위도 이등분 [36]후 전후 양쪽 신체 부위를 재생시킬 수 있다.체세포 재생과 생식줄기세포 재생의 관계는 고리모양의 [37]골격의 분자 수준에서 연구되었다.그러나 거머리는 부분 [38]재생이 불가능한 것으로 보인다.게다가, 그들의 가까운 친척인 브랜치오브델리드도 분할 [38][35]재생이 불가능하다.그러나 요추와 같은 특정 개인은 몇 [38]개의 세그먼트에서만 재생될 수 있다.이 동물들의 분절 재생은 에피모픽이며 발진 [38]형성을 통해 일어난다.부분 재생은 고리 모양의 진화 과정에서 얻어지고 상실되어 왔다.올리고채테에서 볼 수 있듯이, 머리 재생은 세 [38]차례나 상실되었다.

에피모포시스(epimorphosis)와 함께, 사벨라 파보니나와 같은 일부 다발충들은 형태소 [38][39]재생을 경험한다.Morphallaxis는 조직을 재생하기 위해 세포의 탈분화, 변형, 재분화를 포함한다.올리고채에서 형태소 재생이 얼마나 두드러지는지는 현재 잘 알려져 있지 않다.상대적으로 보고가 적지만, 모르팔락시스는 고리형에서 세그먼트 간 재생의 일반적인 모드일 수 있다.L. variegatus의 재생에 이어, 과거 후방 세그먼트는 형태소변성과 일치하는 새로운 신체 방향의 앞부분이 되는 경우가 있다.

절단 후, 대부분의 고리 모양은 급격한 근육수축을 통해 그들의 몸을 봉합할 수 있다.신체 근육의 수축은 감염 예방으로 이어질 수 있다.림노드릴루스 같은 특정 종에서는 외배엽과 중배엽에서 절단 후 몇 시간 이내에 자가분해를 볼 수 있다.절단술은 또한 손상 부위로 세포의 대규모 이동을 유발하며, 이것들은 창상 마개를 형성한다.

극피동물

조직 재생은 극피동물들 사이에 널리 퍼져 있으며 불가사리, 해삼, 성게류에서 잘 기록되어 있다.극피동물에서의 맹장 재생은 적어도 [40]19세기부터 연구되어 왔다.부속물 외에도, 어떤 종들은 내부 장기와 중추 신경계의 [41]일부를 재생시킬 수 있다.상처에 대한 반응으로 불가사리는 손상된 부속지를 자동 절제할 수 있다.자동절개술은 신체 부위, 보통 부속물의 자가절개술이다.심각도에 따라 불가사리는 부속지가 [42]재생되는 4주간의 과정을 거치게 된다.어떤 종들은 에너지의 [43]필요성 때문에 부속지를 재생하기 위해 구강 세포를 보유해야 한다.지금까지 기록된 모든 종에서 가장 먼저 재생되는 장기는 소화관과 관련이 있습니다.따라서 홀로튜리언의 내장 재생에 대한 대부분의 지식은 이 [44]시스템에 관한 것이다.

플라나리아(평판)

Planarians를 이용한 재생 연구는 1800년대 말에 시작되었고 20세기 [43]초에 T.H. Morgan에 의해 대중화 되었다.알레한드로 산체스 알바라도와 필립 뉴마크는 [45]이 동물들의 재생에 기초하는 분자 메커니즘을 연구하기 위해 20세기 초에 플라나리아인들을 모델 유전 유기체로 변형시켰다.플라나리아는 잃어버린 신체 부위를 재생하는 비범한 능력을 보인다.예를 들어, 평면 분할은 세로 또는 가로로 분할되면 두 개의 개별 개체로 재생성됩니다.한 실험에서, T.H. 모건은 플라나리아인의[43] 279분의 1에 해당하는 조각이나 10,000개 정도의 세포를 가진 조각이 1~2주 [46]안에 성공적으로 새로운 벌레로 재생될 수 있다는 것을 발견했다.절단 후, 그루터기 세포는 플라나리아 몸 전체에 있는 [47]만능 세포인 신아세포로부터 형성되는 배반포를 형성합니다.새로운 조직은 모든 플라나리아 [46]세포의 20-30%를 포함하는 신아세포에서 성장한다.최근의 연구는 하나의 신아세포가 [48]재생불능이 된 방사된 동물 전체를 재생시킬 수 있기 때문에 신아세포가 전능하다는 것을 확인시켜주었다.기아를 방지하기 위해 플라나리아인은 에너지를 위해 자신의 세포를 사용할 것이며,[10] 이러한 현상을 탈성장이라고 한다.

양서류

Axolotl과 newt의 사지 재생은 광범위하게 연구되고 연구되어 왔다.이 주제에 대한 19세기 연구는 네덜란드(2021년)[49]에서 검토된다.도롱뇽, 도롱뇽 등 우로델 양서류는 네발동물 [50][49]중 가장 높은 재생능력을 보인다.이와 같이, 그들은 에피모픽 재생을 통해 사지, 꼬리, 턱, 망막을 완전히 재생시킬 수 있으며,[51] 새로운 조직으로 기능적 치환을 할 수 있다.도롱뇽의 사지 재생은 크게 두 단계로 이루어집니다.먼저 국소세포가 상처부위에서 탈분화하여 원형으로 [52]변이하여 발진을 형성한다.둘째, 배반세포는 배아발달 [53]과정에서 전개된 유사한 유전 메커니즘을 사용하여 세포증식, 패턴 형성, 세포 분화 및 조직 성장을 하게 된다.궁극적으로, 배반세포는 새로운 [50]구조를 위한 모든 세포를 생성할 것이다.

액솔로틀은 사지를 포함한 다양한 구조를 재생시킬 수 있다.

절단 후, 표피는 1-2시간 안에 그루터기를 덮기 위해 이동하며,[54] 상처 상피라고 불리는 구조를 형성합니다.표피 세포는 계속해서 WE를 통해 이동하며, 그 결과 [55]AEC라고 불리는 두꺼워지고 전문화된 신호 중심이 만들어집니다.다음 며칠 동안, 발진(탈분화 증식 세포의 덩어리)의 형성을 초래하는 기초 그루터기 조직의 변화가 있다.발진이 형성됨에 따라 HoxA와 HoxD와 같은 패턴 형성 유전자는 [56][57]태아에서 사지가 형성되었을 때처럼 활성화된다.팔다리 원위부 끝(즉, 손이나 발인 자동족)의 위치 동일성은 발진에서 먼저 형성됩니다.그런 다음 그루프와 원위부 팁 사이의 중간 위치 동일성이 [56]인터칼레이션이라고 불리는 프로세스를 통해 채워집니다.운동 신경 세포, 근육, 혈관은 재생된 팔다리와 함께 성장하며 절단 전에 존재했던 연결을 다시 확립합니다.이 전체 과정이 걸리는 시간은 동물의 나이에 따라 다 자란 후 약 1개월에서 약 3개월에 걸쳐 다르며, 그러면 사지가 완전히 기능하게 된다.모나시 대학 호주재생의학연구소 연구진은 물질 [58]부스러기를 먹어치우는 대식세포가 제거되면 도롱뇽이 재생 능력을 잃고 대신 [59]흉터 조직을 형성한다는 사실을 발표했다.

역사적으로 사지 재생을 연구하는 연구자는 적었지만, 최근 신양서류인 악솔로틀(Axolotl, Ambystoma mexicanum)을 모범 유전 유기체로 확립하는 데 있어 괄목할 만한 진전이 있었다.이러한 진보는 유전체학, 생물정보학, 그리고 다른 분야의 체세포 형질전환의 진보에 의해 촉진되어 왔으며, 이는 악솔로틀의 [53]사지 재생과 같은 중요한 생물학적 성질의 메커니즘을 조사할 기회를 만들어냈다.AGSC(Ambystoma Genetic Stock Center)는 미국 국립과학재단이 살아있는 스톡 컬렉션으로 지원하는 자급자족하고 번식하는 Axolotl 군락입니다.켄터키 대학에 위치한 AGSC는 유전적으로 잘 특징지어지는 Axolotl 배아, 애벌레 및 성충을 미국과 해외의 실험실에 공급하는 데 전념하고 있습니다.NIH가 출자한 NCRR 조성금은 Ambystoma EST 데이터베이스, 최초의 양서류 유전자 지도와 여러 개의 주석이 달린 분자 데이터베이스 작성 및 연구 커뮤니티 [60]웹 포털의 설립으로 이어졌다.

개구리 모형

무지개들은 배아 [61]발달 중에만 그들의 사지를 재생시킬 수 있다.아누란 유충의 재생 반응을 위해서는 활성산소종([62]ROS)이 필요한 것으로 보인다.ROS 생산은 Wnt 시그널링 경로를 활성화하기 위해 필수적이며, Wnt 시그널링 경로는 다른 [62]시스템의 재생과 관련되어 있습니다.

개구리에서 일단 사지 골격이 발달하면 재생이 되지 않는다(제노푸스는 절단 [61]후 연골 스파이크가 자랄 수 있다.성인 Xenopus laevis는 재생 의학의 모델 유기체로 사용됩니다.2022년에는 약물과 호르몬의 혼합물(1,4-DPCA, BDNF, 성장호르몬, 레졸빈 D5, 레티노인산)이 24시간 동안 단일 용량으로 성인 X. laevis에서 장기 다리 재생을 유발하는 것으로 나타났다.단 하나의 스파이크 대신, [63]18개월까지 팔다리 끝에 패들 모양의 성장을 얻을 수 있습니다.

히드라

히드라는 Cnidaria문에 속하는 민물 용종의 한 속이며,[64] 몸 전체를 재생하는 능력을 주는 매우 증식적인 줄기세포를 가지고 있다.몸에서 분리된 수백 개의 상피 세포보다 더 큰 조각은 [64]더 작은 형태로 재생될 수 있는 능력을 가지고 있다.히드라의 높은 줄기세포 비율은 히드라의 효율적인 재생 [65]능력을 뒷받침한다.

히드라간의 재생은 신체의 기저부에서 발생하는 발 재생과 정점부에서 [64]발생하는 머리 재생으로 일어난다.위영역에서 절단된 재생조직은 극성을 가지며, 극성을 가지며, 극성을 가지며, 극성을 가지며, 극성을 가지며, 이 극성을 가지는 재생조직은 새롭게 재생된 [64]유기체에 두 영역이 존재하도록 한다.두부 재생은 부위의 복잡한 재구성을 필요로 하지만, 발 재생은 조직 [66]복구와 유사하게 훨씬 단순합니다.그러나 발과 머리 재생에는 조직이 손상되면 발생하는 두 가지 뚜렷한 분자 캐스케이드가 있습니다: 조기 부상 반응과 세포 [65]분화를 이끄는 재생 조직의 후속 신호 주도 경로입니다.이 조기부상반응은 창상폐쇄를 위한 상피세포 신장, 창상으로의 간질성 전구체 이동, 세포사망, 세포잔해의 식세포증 및 세포외기질 [65]재구성을 포함한다.

히드라 내 재생은 세포 [67][68]증식 없이 기존 물질의 리모델링으로 재생이 이루어지는 과정인 모르팔락시스(morphallaxis)로 정의된다.히드라를 두 조각으로 자르면, 나머지 절단된 부분은 두 개의 완전히 기능하고 독립적인 히드라를 형성하는데, 이는 두 개의 작은 절단 [64]부분과 거의 같은 크기이다.이것은 새로운 [65]물질이 형성되지 않고 연조직의 교환과 재배열을 통해 발생한다.

아베(새)

이 주제에 대한 제한된 문헌 때문에, 새들은 성인이 되었을 때 매우 제한적인 재생 능력을 가지고 있는 것으로 여겨진다.수탉의 일부 studies[69]은 새들 적당히, 그 동물의 나이, 다른 근육질의 부상당한 조직의 inter-relationship, 그리고 운용의 타입과 같은에서 재생이 발생하는 조건에 따라 약간의 근골격계 s의 완전 재생을 포함할 수 있는 사지의 일부 부분을 재생할 수 있다고 제안했다tru베르버와 골드슈미트(1909)는 거위와 오리가 부분 절단[69] 후 부리를 재생시킬 수 있다는 것을 발견했고 시도로바(1962)는 [70]닭의 비대화를 통한 간 재생을 관찰했다.새들은 또한 소음 손상이나 이독성 약물 [71]손상 후에 달팽이관의 털 세포를 재생시킬 수 있다.이러한 증거에도 불구하고, 현대의 연구들은 조류 종의 회복적 재생이 배아 발달 기간 동안에만 제한된다는 것을 시사한다.일련의 분자생물학 기술은 병아리 [72]배아의 자발적 재생에 기여하는 것으로 알려진 세포 경로를 조작하는 데 성공적이었다.예를 들어 병아리 배아의 팔꿈치 관절 일부를 창 절제 또는 슬라이스 절개를 통해 제거하고 관절 조직 특이 마커와 연골 마커를 비교한 결과 창 절제술은 20개 중 10개가 재생되고 발달 중인 배아와 유사하게 관절 유전자를 발현하는 것으로 나타났다.반면 슬라이스 절제술은 연골 [73]마커 발현으로 볼 수 있는 골격 요소의 융합으로 인해 관절이 재생되지 않았다.

포유류의 털의 생리적인 재생과 유사하게, 새들은 손상된 깃털을 수리하거나 깃털로 짝을 유혹하기 위해 깃털을 재생시킬 수 있다.전형적으로 번식기와 관련된 계절적 변화는 새들이 깃털을 재생하기 시작하도록 호르몬 신호를 보낼 것이다.이것은 Road Island Red [74]Fowls에서 갑상선 호르몬을 사용하여 실험적으로 유도되었다.

포유동물

가시쥐(Acomys cahirinus 사진)는 피부, 연골, 신경, 근육을 재생시킬 수 있습니다.

포유류는 세포와 생리적 재생이 가능하지만,[1][24] 일반적으로 집단 전체의 회복 재생 능력이 떨어진다.포유류의 생리적인 재생의 예로는 상피 재생(피부 및 장기관), 적혈구 치환, 뿔 재생 및 털 [75][76]순환이 있다.수컷 사슴은 1월부터 4월까지 매년 뿔을 잃고 재생을 통해 생리적 재생의 한 예로서 뿔을 다시 키울 수 있다.사슴뿔은 매년 [77]다시 번식할 수 있는 포유류의 유일한 부속물이다.회복 재생은 포유류에서 드문 현상이지만, 실제로 일어난다.잘 문서화된 예로는 [78]네일베드에 원위하는 디지트 팁의 재생이 있습니다.토끼, 피카, 아프리카 가시쥐에서도 회복 재생이 관찰되고 있다.2012년, 연구원들은 아프리카 가시쥐의 두 종인 Acomys kempi와 Acomys percivali가 자기절제적으로 방출되거나 손상된 조직을 완전히 재생시킬 수 있다는 것을 발견했다.이 종들은 모낭, 피부, 땀샘, 털과 [79]연골을 다시 자라게 할 수 있다.이 두 종 외에, 후속 연구들은 Acomys cahirinus가 귀 핀나의 [80][81]피부와 절제된 조직을 재생시킬 수 있다는 것을 보여주었다.

이러한 예에도 불구하고, 성인 포유류는 대부분의 척추동물 배아/유충, 성인 도롱뇽 및 어류에 [82]비해 재생 능력이 제한적이라는 것이 일반적으로 받아들여지고 있다.하지만 로버트 오의 재생치료 접근법은 전기 자극을 이용한 베커는 [84]쥐와 포유동물에게[83] 전반적으로 유망한 결과를 보여주었다.

일부 연구자들은 또한 MRL 마우스 변종이 향상된 재생 능력을 보인다고 주장해왔다.흉터 없는 치료용 MRL 생쥐와 치료가 잘 되지 않는 C57BL/6 생쥐의 차이 유전자 발현을 비교한 결과, MRL 생쥐와 다른 [85][86]생쥐 사이의 치유 과정을 구별하는 36개의 유전자를 확인했다.이 동물들의 재생 과정에 대한 연구는 p21 [87][88]유전자의 비활성화와 같은 인간에게서 그들을 복제하는 방법을 발견하는 것을 목표로 한다.하지만, 최근의 연구는 MRL 생쥐가 원래 [80]주장대로 재생이 아닌 흉터 조직으로 작은 귓구멍을 실제로 닫는다는 것을 보여주고 있다.

MRL 마우스는 심근경색으로부터 보호되지 않는다; 성체 포유류의 심장 재생은 제한적이다. 심장 근육 세포는 거의 모두 말기적으로 분화되기 때문이다.MRL 마우스는 심장마비 [89]후 일반 마우스와 동일한 양의 심장 부상과 흉터 형성을 보인다.그러나 최근의 연구는 이것이 항상 그렇지는 않을 수 있고 MRL 마우스가 심장 [90]손상 후에 재생될 수 있다는 증거를 제공한다.

인간

주요 기사:인간의 재생

인체에서 잃어버린 조직이나 장기의 재생이 연구되고 있다.피부와 같은 어떤 조직들은 매우 쉽게 다시 자라나고; 다른 조직들은 재생 능력이 거의 없거나 전혀 없다고 여겨져 왔지만, 진행 중인 연구는 다양한 조직과 [1][91]장기에 대한 희망이 있다는 것을 암시한다.인간의 장기는 방광, 질, [92]성기를 포함한다.

모든 메타조안이 그렇듯이, 인간은 생리적인 재생을 할 수 있다(즉, 부상을 필요로 하지 않는 항상성 유지 관리 중 세포 교체).예를 들어 적혈구의 적혈구 재생은 골수 내 조혈모세포에서 적혈구의 성숙, 혈류 내 약 90일 동안의 후속 순환, [93]비장 내 최종 세포 사멸을 통해 일어난다.생리학적 재생의 또 다른 예는 여성의 각 생리 주기 동안 순환하는 에스트로겐과 프로게스테론의 [94]다양한 수준에 반응하여 기능적 자궁내막을 제거 및 재구축하는 것이다.

그러나 인간은 부상에 대한 반응으로 발생하는 회복 재생능력에 한계가 있다.인간의 가장 연구된 재생 반응 중 하나는 간 손상 후 [95][96]간의 비대증이다.예를 들어 간장의 원래 질량은 부분 [97]간 절제술 후 제거된 간 양에 정비례하여 재확립되며, 이는 신체로부터의 신호가 원하는 질량에 도달할 때까지 양적 또는 음적으로 정확하게 간 질량을 조절함을 나타낸다.이 반응은 기존의 성숙한 간세포(주로 간세포)의 증식을 통해 간의 기능과 질량이 재생되는 세포 재생(보상성 비대증의 한 형태)으로 간주되지만, 간의 정확한 형태학은 [96]회복되지 않는다.이 과정은 성장인자와 사이토카인 조절 [95]경로에 의해 추진된다.염증과 재생의 정상적인 순서는 암에서 정확하게 기능하지 않는다.특히 세포의 사이토카인 자극은 세포 기능을 변화시키고 면역 반응을 [98]억제하는 유전자의 발현으로 이어진다.

성인의 신경 생성 또한 세포 재생의 한 형태이다.예를 들어,[99] 해마 뉴런 재생은 정상적인 성인 인간에서 뉴런의 연간 회전율 1.75%로 발생합니다.심장근구 재생은 정상적인 성인 [100]인간에서 일어나고 경색과 [101]같은 급성 심장 손상 후 성인에게서 더 높은 비율로 일어나는 것으로 밝혀졌다.경색 후 성인 심근에서도 부상 부위 근구의 1% 안팎에서만 증식이 발견돼 심근의 기능을 회복하기에는 역부족이다.그러나 이는 심근세포의 재생과 결과적으로 심근의 재생을 유도할 수 있음을 의미하기 때문에 재생 의학의 중요한 표적이 될 수 있다.

인간에서 회복 재생의 또 다른 예는 손톱 바닥(특히 어린이)[102][103]에 원위하는 지골 절단 후에 발생하는 손가락 끝 재생과 척추 측만증 치료를 위한 골절제술 후에 발생하는 늑골 재생이다(보통 재생은 부분적이고 최대 [104]1년까지 걸릴 수 있다.

그러나 인간 재생의 또 다른 예는 정관 절제 후에 발생하여 [105]정관 절제 실패의 결과를 초래하는 정관 절제 재생이다.

파충류

파충류의 재생능력과 재생정도는 다양한 종에 따라 다르지만 가장 주목되고 잘 연구된 것은 [106][107][108]도마뱀의 꼬리 재생이다.도마뱀 외에도 악어의 꼬리와 상악골에서 재생이 관찰되고 성체 신경생성도 [106][109][110]관찰되고 있다.꼬리 재생은 [106]뱀에게서 관찰된 적이 없다.도마뱀은 [106][107][108][111]집단으로 가장 높은 재생 능력을 가지고 있다.자기꼬리손실에 이어 새로운 꼬리의 에피모르픽 재생은 기능적, 형태학적으로 [106][107]유사한 구조를 낳는 발진 매개 과정을 통해 진행된다.

콘드리히티예스

평균적인 상어는 일생 동안 약 30,000에서 40,000개의 이빨을 잃는 것으로 추정되어 왔다.레오파드 상어는 9일에서 12일마다 정기적으로 이빨을 교체하는데 이것은 생리적인 재생의 한 예이다.이것은 상어 이빨이 뼈에 붙어있지 않고 뼈 구멍 안에서 [69]발달하기 때문에 발생할 수 있습니다.

로돕신 재생은 스케이트와 레이에서 연구되어 왔다.광탈색 후 로돕신은 [112]망막에서 2시간 이내에 완전히 재생됩니다.

백상아리는 간의 3분의 2 이상을 재생시킬 수 있으며, 이는 3개의 마이크로 RNA, xtr-miR-125b, fru-miR-204 및 has-miR-142-3p_R-와 연결되어 있다.한 연구에서 간의 3분의 2가 제거되었고 24시간 이내에 간의 절반 이상이 [113]비대로 고생했다.

어떤 상어들은 비늘과 심지어 손상 후에 피부를 재생시킬 수 있다.피부에 상처를 입은 지 2주 이내에 점액이 상처로 분비되어 치유 과정을 시작합니다.한 연구에서는 부상 부위의 대부분이 4개월 이내에 재생되는 것으로 나타났지만 재생 부위는 높은 [114]변동성을 보였다.

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원천

추가 정보

  • 케빈 스트레인지와 비라부스 인, "재생의 기회:한때 버려진 약물 화합물은 질병과 부상으로 손상된 장기를 재건할 수 있는 능력을 보여준다.", Scientific American, vol. 320, no. 4(2019년 4월), 페이지 56-61.

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외부 링크

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Wikisource는 1911년 브리태니커 백과사전 기사 "Regeneration of Lost Parts"의 텍스트를 가지고 있다.
  1. ^ Holland, Nicholas (2021), "Vicenzo Colucci's 1886 memoir, Intorno alla rigenerazione degli arti e della coda nei tritoni, annotated and translated into English as: Concerning regeneration of the limbs and tail in salamanders", The European Zoological Journal, 88: 837–890