Tái tạo và Phục hồi Mô

Cách các sinh vật tái tạo hoặc phục hồi các mô bị mất và hư hỏng, tái sử dụng các chương trình phát triển ở các mức độ khác nhau giữa các loài.

Definition

Tái tạo mô là sự tái sinh hoặc thay thế chức năng của các tế bào, mô hoặc phần phụ bị mất hoặc hư hỏng; phục hồi là sự khôi phục rộng hơn tính toàn vẹn của mô sau chấn thương, có thể tái tạo cấu trúc ban đầu hoặc hình thành một cấu trúc thay thế như sẹo.

Scope

Chủ đề này bao gồm sinh học của sự tái tạo: sự tương phản giữa tái tạo biểu mô (tái tạo một cấu trúc, như ở chi lưỡng cư) và duy trì mô bằng tế bào gốc nội tại, sự hình thành và vai trò của blastema, sự tái hoạt động của tín hiệu phát triển, và tại sao khả năng tái tạo lại khác nhau nhiều giữa các loài động vật. Các quá trình phục hồi như lành vết thương được coi là những phản ứng liên quan.

Core questions

• Các sinh vật tái tạo các cấu trúc bị mất như chi hoặc cơ quan như thế nào?
• Blastema là gì, và nó xây dựng lại một bộ phận bị mất như thế nào?
• Tại sao một số loài có thể tái tạo rộng rãi trong khi những loài khác chủ yếu hình thành sẹo?
• Các chương trình phát triển được kích hoạt lại như thế nào trong quá trình tái tạo?

Key concepts

• Tái tạo biểu mô
• Blastema
• Duy trì mô bằng tế bào gốc nội tại
• Tái hoạt động của tín hiệu phát triển
• Sự khác biệt về khả năng tái tạo

Key theories

Tái tạo như sự phát triển được triển khai lại

Tái tạo phần lớn tái sử dụng các chương trình tế bào của quá trình phát triển phôi thai — tăng sinh, tạo hình và biệt hóa — để việc xây dựng lại một cấu trúc bị mất tái hiện các khía cạnh của cách nó hình thành ban đầu.

Mechanisms

Sau chấn thương, quá trình tái tạo có thể diễn ra theo nhiều con đường khác nhau. Trong tái tạo biểu mô, điển hình là sự tái tạo chi của lưỡng cư, các tế bào tại vết thương biệt hóa ngược hoặc được huy động để hình thành blastema, một khối tế bào tiền thân tăng sinh tái thiết lập thông tin vị trí và xây dựng lại cấu trúc bị mất thông qua tạo hình và biệt hóa. Ở các mô có tốc độ luân chuyển cao, các tế bào gốc nội tại liên tục thay thế các tế bào bị mất. Tái tạo kích hoạt lại các con đường tín hiệu phát triển để khôi phục hình thái và bản chất. Các loài khác nhau đáng kể về khả năng tái tạo, từ những loài động vật có khả năng tái tạo cao có thể tái tạo toàn bộ các bộ phận cơ thể đến những loài mà quá trình phục hồi của chúng thường tạo ra mô sẹo thay vì cấu trúc ban đầu.

Clinical relevance

Hiểu được cách một số loài động vật tái tạo các cơ quan thúc đẩy y học tái tạo và kỹ thuật mô nhằm cải thiện quá trình phục hồi ở người, nơi hầu hết các vết thương lành bằng cách tạo sẹo. Mục này mang tính giáo dục và không cung cấp hướng dẫn y tế hoặc điều trị.

History

Sự tái tạo đã làm say mê các nhà sinh vật học kể từ những quan sát vào thế kỷ 18 về việc lưỡng cư tái tạo chi; các thí nghiệm cổ điển trên động vật tái tạo đã giúp định nghĩa các khái niệm về thông tin vị trí mà sau này đã ảnh hưởng rộng rãi hơn đến sinh học phát triển.

Key figures

• Thomas Hunt Morgan
• Lazzaro Spallanzani

Seminal works

• gilbert2016
• wolpert2015

Frequently asked questions

Blastema là gì?

Đó là một khối tế bào tiền thân tăng sinh hình thành tại vị trí cắt cụt ở các loài động vật có khả năng tái tạo và xây dựng lại cấu trúc bị mất.

Tại sao con người không thể tái tạo lại các chi bị mất?

Các mô của con người có khả năng hạn chế trong việc kích hoạt lại các chương trình phát triển cần thiết cho sự tái tạo hoàn chỉnh, do đó các chấn thương lớn thường lành bằng cách hình thành mô sẹo thay vì tái tạo cấu trúc ban đầu.