再生生物学

再生プロセス

再生材の由来

切断後、再生可能な付属肢は、切断レベルのすぐ後ろにある切り株の組織から芽細胞を発生させます（写真を参照）。これらの組織は劇的な変化を受けます。彼らの細胞は、かつて筋肉、骨、または軟骨として特化されていたが、それらが通常識別される特徴（脱分化）を失っている。その後、傷の表皮に向かって移動し、その下に蓄積し、切り株から膨らむ丸い芽（芽腫）を形成します。芽の先端に最も近い細胞は増殖し続けますが、切り株の古い組織に最も近くに位置する細胞は、それらの場所に応じて、筋肉または軟骨に分化します。再生は、再生された付属肢の先端にある最終的な構造が分化し、増殖しているすべての細胞がその過程で使い果たされるまで続きます。

人間の病気：修復と再生

損傷または破壊された細胞を健康な新しい細胞で置き換えることにより、修復と再生のプロセスは個人の回復に働きます

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芽細胞腫細胞は、以前と同じ種類の細胞に、または密接に関連するタイプに分化するようです。細胞はおそらく特定の条件下でその役割を変えるかもしれませんが、明らかにそうすることはほとんどありません。手足の芽細胞腫が同じ動物の背中に移植された場合、手足への発生が続く可能性があります。同様に、体の他の場所に移植された尾芽腫は尾になります。したがって、芽細胞腫の細胞は、それらが生成され、そこから発生する運命にある付属肢の消えない印を持っているように見える。しかし、尾芽細胞腫が四肢の断端に移植された場合、再生する構造は2つの付属肢の複合体になります。

極性と勾配理論

各生物は極性を示します。その一例は、生物の頭または前部と尾または後部への分化です。パーツの再生も例外ではありません。それらは常に遠位方向（体の主要部分から離れる方向）に成長することにより極性を示します。ただし、下部の無脊椎動物の間では、近位（身体の近く）と遠位の区別は必ずしも明確ではありません。たとえば、植民地時代のハイドロイドの「茎」の極性を逆にすることは難しくありません。通常、茎の一部は、その自由端または遠位端で頭端またはハイドランを成長させます。それが縛られている場合、しかし、それはもともと近位であった端にハイドランを再生します。このシステムの極性は、代謝速度が最も高い場所でハイドランが再生するように、活動勾配によって明らかに決定されます。ハイドランが発達し始めると、茎に沿って下方に阻害物質が拡散することにより、それが近位にある他の人の生産を阻害します。

プラナリア扁形動物が半分にカットされると、各ピースは欠けている端に戻ります。カットが行われた体の本質的に同一の領域にある細胞は芽細胞腫を形成し、これはある場合には頭を生じさせ、他の場合には尾部をもたらす。各芽細胞が再生するものは、それが扁形動物の前部または後部であるかどうかに完全に依存します。2つの部分の実際の違いは、代謝の差異によって確立される場合があります。フラットワームの横ピースが非常に薄くカットされた場合-効果的な代謝勾配を設定するには狭すぎる場合-両端に1つずつ、2つのヘッドが再生成される可能性があります。扁形動物の前端での代謝活動が特定の薬物への暴露によって人工的に減少する場合、その後、ワームの後端で頭が発生する可能性があります。

付属器官の再生は、生物全体の問題とは異なる問題を引き起こします。魚のヒレとサンショウウオの肢には、近位端と遠位端があります。しかしながら、様々な操作により、それらを近位方向に再生させることが可能である。魚のヒレに四角い穴を開けると、内側の縁から期待通りに再生が起こりますが、遠位の縁からも再生が起こることがあります。後者の場合、再生フィンは、たまたま近位方向に成長していることを除いて、実際には遠位構造です。

両生類の手足も同様に反応します。イモリの手を近くの体壁に移植することが可能であり、十分な血流が確立されたら、肩と肘の間の腕を切断します。これは2つの切り株を作成します。短いものは上腕の一部で構成され、長いものは動物の側面から間違った方向に突き出した残りの腕で構成されています。両方の切り株は同じものを再生します。つまり、切り株がどちらの方向を向いているかに関係なく、すべてが通常切断のレベルの遠位にあります。したがって、反転したアームはそれ自体の鏡像を再生成します。

明らかに、構造が再生すると、通常は切断レベルの遠位にある部品しか製造できません。関与する細胞には、すべて「下流」を開発するために必要な情報が含まれていますが、より近位の構造になることはありません。胚発生と同様に、再生は明確なシーケンスで発生します。