鱼也患关节炎?新研究将为生物疗法治疗关节炎带来希望
2016-07-20 11:44:43   来源:环球网
内容摘要
你相信么,鱼也会患上关节炎!美国南加州大学研究人员领导的一项研究发现,地球上早期出现的硬骨鱼很容易患上关节炎。研究人员表示,对鱼类关节炎患病机制的研究,或许会加速人类关节炎预防和治疗手段的研究进程。

长有四肢的骨脊椎动物,如人类,都是从肉鳍类鱼进化而来。在生物进化过程中,为更适应生存环境,陆上脊椎动物很早就进化出了滑膜关节,以便移动,如人类的膝盖和臀部都有滑膜关节,这些部位也很容易患上骨关节炎。而在脊椎动物走出海洋之前,它们的祖先——鱼类是否也会患上关节炎?

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由于目前并没有一个适用的远古肉鳍类鱼的实验模型,研究人员只好以从远古鳍刺类鱼进化而来的斑马鱼为模型进行研究。他们在斑马鱼的颌骨和鳍中找到了某些关节,其具有和哺乳动物滑膜关节类似的功能,这些关节在鱼的运动过程中要承受很大的阻力。通过CT扫描和基因研究,研究人员发现另外两种鳍刺类鱼——三鳍刺鱼和斑点雀鳝,也都拥有滑膜关节,同样会产生一种与人类关节润滑物质极其相似的蛋白——润滑素。

以前的研究表明,人或小鼠若缺少润滑素,其关节润滑不良,会发展成早发性关节炎。而此次研究人员发现,从斑马鱼基因组中移除润滑素基因,斑马鱼的颌骨和鱼鳍处同样会患上早发性关节炎。

研究人员表示,创建一个鱼类关节炎遗传模型很有意义,作为新兴的再生医学研究模式,这一模型有助于开辟一个新的关节炎研究方向。下一步,研究人员要研究斑马鱼这种具有很强再生能力的鱼类是否也能修复其受损的关节。目前,关节炎患者除了置换人工关节外没有其他更好方法,新研究为将来使用生物疗法治疗关节炎带来了希望。


记忆力智商被低估:鱼或能识别人类面孔

你或许想停止敲打鱼缸,因为里面的鱼可能会准确记住你的模样。最新研究表明,一些鱼能学会识别人类面孔。

据报道,如果射水鱼能利用其准确攻击的能力,在已知和未知的人类面孔间作出正确选择,它们便会被给予可口的美味。射水鱼会吐出水流,以捕捉毫无疑心的飞行昆虫。

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这种鱼类通过将水流射向面孔,在81%的时候从44张面孔中作出了正确的选择。研究人员在日前出版的《科学报告》杂志上报告了这一发现。如果能被重复,这一技艺表明,射水鱼并不像通常所想的那样,需要新皮质学习识别面孔。新皮质是专门用于识别面部的大脑区域。

除了证明这种鱼类准确地知道谁在不停地敲打鱼缸,此项发现还表明,尽管面部识别可能是人类进化出的天生会做的一件事,但缺少新皮质并不会阻止其他动物学习做同样的事情。


鳕鱼眼中的蛋白质可制造眼角膜替代品

新西兰奥克兰大学的一项最新研究发现,可以用无须鳕鱼眼中的蛋白质制造人类眼角膜替代品。该研究有望解决眼角膜捐献短缺的问题。

奥克兰大学的研究人员说,他们可以从无须鳕鱼的眼中获得丰富的蛋白质,用它们去为人类的“角膜组织工程”创造生物材料,即制造眼角膜替代品。

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伦敦焦点诊所医疗主任、顶尖眼科医生阿拉姆比说,这一消息给数千名有失明风险的人带去希望。“在英国最近的一项试验中,医生们首次使用人工晶体进行移植。这真的是令人鼓舞的消息。但是,合成技术仍处于起步阶段,手术预计2017年开始进行。如果鱼的眼部晶体研究被证明是有效的,它将可以改变这个国家和世界各地成千上万人的命运。”

奥克兰大学生物科学研究员多米甘表示,这种移植物面临人体排斥反应的可能性很小。

在全球范围内,大约有1000万人患有角膜盲,但是由于眼角膜捐献匮乏,每年只有10万人可以进行移植手术。 


老鼠肌肉细胞造出机器鱼 离人造心脏又近一步

哈佛大学教授Kevin Kit Parker想要造出一个人造心脏,他的女儿却对波士顿水族馆的生物非常感兴趣。这对父女档的结合给科学界带来了不可思议的创造:一个身长只有0.6英寸(相当于16毫米),重量只有0.4盎司(大约10克)的机器鱼,鱼身骨架全部都是用黄金打造的。

这只机器鱼内部大约有20万个的大老鼠肌肉细胞,工程师可以通过控制光脉冲信号来控制这条微小的机器鱼的游动方向以及速度,使得它能够像黄貂鱼一样在水中优雅地游来游去。

当这些称为“心肌细胞”的大老鼠肌肉细胞受到刺激的时候,细胞的收缩会使得它的鱼鳍向下移动,从而进行移动。

因为“心肌细胞”仍需要依靠能量向上移动,所以科学家们还设计了一套纯黄金制造的鱼骨架,通过这个黄金鱼骨架可以储存一些向下的能量,而这些能量的释放,使得鱼鳍能够向上移动,就好像是细胞的放松一样,从而实现了鱼鳍的上下移动,前进与后退。

此外,这些“心肌细胞”经过了基因工程改造,所以使得其对光具有强烈的敏感性。这样一来,科学家就可以通过光波脉冲来控制机器黄貂鱼的移动。

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科学家通过测试发现,不对称光脉冲信号可以控制机器黄貂鱼到底是向左移动还是向右移动;而通过不同频率的光脉冲信号则可以控制机器黄貂鱼到底是以什么样的速度移动。

对于科学界来说,这样的结合意义非凡,也带来了新科学方法:利用组织工程学创造仿生生物、材料。

“结合了工程学、细胞学、基因学以及生物工程学,这个机器鱼很明显是技术带来的创造。”西雅图大学综合生物学教授Adam Summers说。

将细胞学和仿生材料结合也让Parker向制造成人工心脏的梦想更近了一步。

“你可以想象下,我们将可以使用这个技术来重塑人类身体的部分。”浙江大学神经工程师徐科迪说。

Parker现在是哈佛大学的应用物理学家,5年前他首次涉足机器人领域。在带女儿去水族馆游玩时,他被水族馆的水母迷住了,水母的游动轨迹让他想到心脏的跳动。目前,他的团队已经获得了心脏细胞的有机硅薄膜,但目前他还不确定是否能运用到类似水母的起搏器中。

”我们的想法是通过观察更多的自然界的生物,利用反向工程技术,制造更多的肌肉泵,从而能够更好地帮助我们理解心脏以及心脏相关的疾病。”Parker说。

另外,Parker认为这项研究发明能帮助海洋生物学家了解黄貂鱼究竟是如何游动的;同时也帮助了机器人工程师,让他们看到了可以把细胞用作生物工程材料的可能性。这对于未来来说将是一个具有巨大价值与意义的创新。

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