Phát hiện ra bí mật sự tái tạo gạc hươu
Thông tin Y học - Ngày đăng : 13:42, 27/03/2023
Hươu chính là loài duy nhất trong số các loài động vật có vú có khả năng tái sinh trọn vẹn một bộ phận cơ thể - ví dụ bộ gạc của chúng. Gạc hươu có thể mọc lại với tốc độ phi thường khoảng 2,75cm mỗi ngày.
Bộ phận này có thể mọc hoàn chỉnh trong khoảng 3 - 4 tháng và với tốc độ ấy, nó trở thành loại mô sống tăng trưởng nhanh nhất. Sau khi đạt đến kích cỡ tối đa, xương gạc sẽ bắt đầu cứng lại và lớp da mềm mại sẫm màu phủ bên ngoài rụng dần.
Khi lớp da rụng hết thì chỉ còn lại bộ xương và nó trở thành thứ vũ khí sắc bén trong các cuộc ẩu đả. Thông thường, vào cuối mùa kết đôi của hươu, bộ gạc cũng tự động rụng đi để bảo tồn năng lượng. Chờ tới mùa xuân kế tiếp sau đó, một bộ gạc mới sẽ mọc lên từ mô xương nhú ra khỏi đỉnh đầu con vật.
Theo Li Chunyi, Giáo sư tại Đại học Khoa học công nghệ Trường Xuân (Trung Quốc), đồng tác giả của một nghiên cứu mới, nhiều loài động vật có xương sống bậc thấp vẫn giữ được khả năng - axolotl tái tạo các chi phức tạp như chân nhiều lần trong suốt cuộc đời của chúng. Song động vật có vú phần lớn đã mất đi khả năng này.
Ông Li cũng cho biết quá trình tái sinh mất nhiều thời gian, gây bất lợi cho cả động vật ăn thịt và động vật ăn cỏ, và đã dần biến mất trong quá trình tiến hóa.
Các nhà khoa học đã thực hiện nhiều nghiên cứu về gạc hươu, với hy vọng khám phá ra cơ chế đằng sau sự tái sinh và áp dụng kết quả này trong y học tái tạo. Trong một thời gian dài, họ tin rằng quá trình này sẽ giống như ở động vật có xương sống bậc thấp.
Nhưng sau 40 năm nghiên cứu, giờ đây ông Li tự tin rằng cơ chế tái tạo ở động vật có vú là khác biệt, nhờ nghiên cứu được công bố vào tháng trước trên tạp chí Science.
Ông Li và các đồng nghiệp đã phân tích hơn 74.000 tế bào bao gồm các giai đoạn quan trọng của quá trình tái tạo gạc hươu và xây dựng một tập bản đồ đơn tế bào về sự tái sinh của chúng.
Họ đã tìm thấy một nhóm tế bào, gọi là PMC, được cho là rất quan trọng đối với quá trình tái tạo chi ở ếch và kỳ nhông, có nhiều trong gạc hươu cũng như đầu các ngón chân chuột.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các PMC trong các mô tạo ra gạc hươu được hình thành bởi một quá trình khác hẳn so với các động vật có xương sống bậc thấp.
Trong quá trình tái tạo chi của kỳ giông, các tế bào được hình thành thông qua một quá trình gọi là quá trình biệt hóa, trong đó chúng trở nên kém chuyên biệt hơn và quay trở lại giai đoạn phát triển trước đó. Ngược lại, các PMC hiện diện vĩnh viễn trong các mô tạo ra gạc hươu.
Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy một phân nhóm PMC, được gọi là PMC4 được phát triển 5 ngày sau khi gạc hươu được tái tạo. Theo các nhà nghiên cứu, những tế bào này có biểu hiện cao của nhiều gien hỗ trợ tái tạo và có liên quan đến sự phát triển của sụn và chi.
Nghiên cứu đã tìm thấy các tế bào có biểu hiện gien tương tự ở đầu các ngón của chuột, nhưng không phải ở chi của kỳ nhông.
Các tác giả đã viết: "Những phát hiện này cho thấy sự tồn tại tiềm năng của một quần thể tế bào ở các loài động vật có vú rất cần thiết và đặc hiệu cho quá trình tái tạo phần phụ của động vật có vú".
Các nhà khoa học đặt tên cho quần thể tế bào PMC4 là "tế bào tiền thân blastema gạc hươu (ABPC)" và cho biết chúng rất quan trọng đối với quá trình tái sinh.
Ông Li cho biết nhóm sẽ tiếp tục tìm kiếm các yếu tố có thể tạo ra sự khác biệt của các tế bào gốc chi trong các tế bào giống ABPC bằng cách kích hoạt chúng biểu hiện các gien đặc trưng chính được xác định trong nghiên cứu, với mục tiêu cuối cùng là đạt được khả năng tái tạo chi.