人間は手足を再生することができるのか？

オオサンショウウオの足は切っても生えてきます。 しかし、人間はそのような芸当はできません。

カリフォルニア大学アーバイン校の発生・細胞生物学の教授であるデイビッド・ガーディナー氏は、Live Scienceの取材に対し、「人間は実際によく再生します。 “腸の内壁は、断片的には再生できます。

ガーディナー氏は何十年にもわたってサンショウウオの再生を研究し、その超能力の根本的なメカニズムを追求してきました。 ヒトの再生はまだ先のことだと思いますが、それほど遠い話ではありません。現在の大学院生やポスドクの誰かがそれを実現し、手足の再生が医療のツールキットの一部になる可能性もあります。

それは、理論的には人間の手足を再生することは可能なはずだからです。 例えば、皮膚の場合、切り口が深くなければ、皮膚細胞が再生される治癒プロセスにより、傷跡が残ることはありません。 また、爪の下の細胞が残っていれば、指先まで再生することも可能です。 骨は、ネジやギブスなどで再結合すれば、編み目のようになります。

手足全体の再生

しかし、サンショウウオのような手足の再生は、単に組織を置き換えるだけではありません。 手足を再生するには、骨、筋肉、血管、神経が必要です。 筋肉を再生する成体幹細胞（未分化細胞の一種で、特殊化することができる細胞）はありますが、活性化することはないようです。 “ガードナー氏は、「血管や神経も再生できます。 “

モントリオール大学の脊椎動物の組織再生研究所の所長であるStéphane Roy氏は、皮膚、肝臓、骨は、サンショウウオが再生するのと同じ意味では再生しないと指摘しています。

「人間は、皮膚の表層だけを取り替えることができますが、これは実際には、ホメオスタシスと呼ばれる継続的なプロセスです。 “

「肝臓の再生は、サンショウウオの四肢の再生とは全く異なります。 “肝臓の再生は、実際には代償性過形成であり、つまり、失われたものを補うために残されたものが大きくなるということです」。

「失われたものは再生しませんので、肝臓を再び切断することはできませんが、サンショウウオの手足は何度も切断でき、そのたびに新しい手足が再生されるのとは対照的です」。

人間には再生能力がある

しかしながら、ガーディナー氏によると、人間は子宮の中で臓器システム全体を構築しており、わずかな遺伝子情報から、人間の胚は9か月で完全な人間に成長します。

それに加えて、ヒトとサンショウウオの最後の共通祖先が約3億6千万年前のデボン紀に分岐したにもかかわらず、根本的な遺伝子の仕組みはさほど変わっていません。 “再生のための特別な遺伝子があるわけではありません」とガーディナーは言う。 “

手足を再生するためには、細胞は自分がどこにいるのかを知る必要があります。手足の一番先端の指の部分なのか、それとも肘関節の部分なのか。 – そして、適切な構造を適切な順序で構築する必要があるのです。 サンショウウオは、人間では「オフ」になっている特定の遺伝子を持っているとガーディナー氏は言います。 もしかしたら、それらの遺伝子が再生を可能にしているのかもしれませんし、少なくともそのプロセスをコントロールしているのかもしれません。 しかし、人間の進化の過程で、サンショウウオのようにその遺伝子を発現させないように選択したものがあった。

2013年、モナッシュ大学のオーストラリア人科学者、ジェームズ・ゴドウィン氏がその謎の一部を解明したかもしれません。 彼は、マクロファージと呼ばれる細胞が、オオサンショウウオの瘢痕組織の蓄積を防いでいるらしいことを発見したのです。 マクロファージは、人間を含む他の動物にも存在し、免疫系の一部をなしています。 マクロファージの働きは、感染を阻止し、炎症を起こすことで、体の他の部分に修復が必要であるという信号を送ることである。

Gardiner氏は、Godwin氏の研究は手足の再生を理解するための一歩であると述べています。 通常、サンショウウオには瘢痕組織は全くできません。 人間が筋肉を切ったり、深い傷を負ったりして結合組織が損傷すると、瘢痕組織が形成されます。

「もし、サンショウウオに瘢痕を作らせることができたら、それは本当にすごいことです」とガーディナー氏は言います。

ネオトニーと手足の再生

「若さを保つ」能力は、手足の再生の謎に新たな知見を与えるかもしれません。 メキシカンサンショウウオ（Ambystoma mexicanum）はネオトニーと呼ばれ、幼少期の特徴を大人になっても維持することができます。

人間にも新奇性があり、他の霊長類に比べて大人が赤ちゃんのように見えるのも、チンパンジーに比べて大人になるのに時間がかかるのもそのためです。 新陳代謝と再生には何か関連があるのかもしれません。

また、ハーバード・メディカル・スクールの研究者は、未熟な動物（および人間）では活性化し、成熟すると停止するLin28aという遺伝子が、マウスの組織再生、少なくとも足の指や耳の先端の再生に関係していることを発見しました。 しかし、マウスが生後5週間以上経過すると、Lin28aの機能を刺激しても、これらの部位を再生することができなくなった。 Lin28aは、動物の代謝制御システムの一部であり、刺激を与えると、動物が若返ったかのように、より多くのエネルギーを生み出すことができます。

しかし、この関係の正確な性質はまだわかっていません。

サンショウウオ、特にアケボノサンショウウオは、幹細胞を集めて手足の再生を始めることができ、傷口に反応する細胞の種類も、手足が再び伸びるかどうかに関係しているようです。

ガーディナー氏は、傷のある場所で神経細胞の成長を促すことで、サンショウウオの手足を増やすことに成功しました。 また、生物物理学的な問題もあるでしょう。 サンショウウオの手足は人間よりはるかに小さいですが、カエルは手足を再生することができないので、大きさだけの問題ではないかもしれません」とロイ氏は述べています。

この謎はまだ一つ残っています。

Original article on Live Science.