TED演讲 | 人类可以有“金刚狼”一样的愈伤能力吗?

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未来,我们将拥有防疤痕的创可贴,可塑的肌肉填充剂,甚至是促进伤口愈合的疫苗。

In the future, we could see a scar-proof band-aid, a moldable muscle filler or even a wound-healing vaccine.

演讲实录

如果像对付感冒一样,吃一片药或者打一针疫苗,就能让伤口更快愈合,那会怎么样?目前,一旦要做手术或发生意外,我们通常要住院好几个星期,还会留下疤痕和痛苦的副作用,因为我们的器官无法重生,也不能再次生长到健康无损的状态。

而我的工作就是创造一些特殊的材料,来指导免疫系统发出生长新组织的信号。就像疫苗可以指导我们的身体对抗疾病一样,我们也可以指导免疫系统来生成组织,让伤口更快地愈合。

身体部位的再生可能看似不可思议,但其实有些生物是拥有这种能力的。比如,有些蜥蜴可以重新长出尾巴,蝾螈的四肢可以完全再生,甚至,我们人类的肝脏,在失去大部分原始组织后都可以重新开始生长。

为了让这种“魔力”更贴近现实,我正在研究免疫系统指导身体愈合伤口、生长组织的原理。无论是擦破膝盖的皮外伤,还是恼人的鼻窦感染,免疫系统都可以保护我们的身体免受危险。作为一名免疫学家,通过了解我们的身体防御系统,我能够确定愈合伤口和伤痕这场“战斗”中的“关键成员”。

目前,我们正在测试一些材料帮助肌肉再生的能力。我们团队注意到,用这些材料治疗受伤的肌肉后,材料和周围肌肉中都出现了大量免疫细胞。在这种情况下,免疫细胞优先作用于伤口,而不是去抵御细菌以免感染。其中一种特殊的免疫细胞——植入材料中的辅助T细胞,对伤口愈合至关重要。虽然我们已经可以治愈伤口,但可能还不是最有效的方式,就像小孩子折断铅笔后试图再绑回去,往往会留下一道疤痕。如果没有辅助T细胞,肌肉组织内反而会长出脂肪细胞,肌肉也就没有那么强壮了。通过免疫系统,未来我们的身体可以重新生长,并且不留疤痕,看起来和受伤前没什么两样。

我正在努力创造这样的材料,这些材料能够调节免疫应答,并向身体发出生长新组织的信号。我们知道,一旦体内植入了外来的材料,无论植入的是起搏器,胰岛素泵,还是我们尝试用来促进新组织生长的这些材料,免疫系统都会做出应答。因此,当我将这种材料或支架置于体内时,免疫系统就会创造一个微环境,其中的细胞和蛋白质可以改变干细胞的行为方式。

正如天气会影响我们对日常活动的选择,是出去跑步还是呆在室内一口气看完Netflix的电视节目,支架的免疫环境也会影响干细胞生长和发育的方式。如果信号弄错了,体内就会生长出脂肪细胞,而不是肌肉细胞。

这些支架的材料不尽相同,比如有塑料、天然衍生材料、不同厚度的纳米纤维、多空或少孔的海绵、不同硬度的凝胶。研究人员甚至可以让材料随着时间变化释放出不同的信号。换句话说,就像百老汇的制片人会为《悲惨世界》和《异形奇花》提供不同的舞台、演出提示和道具,通过向不同的组织分别提供正确的信息,我们也可以协调这些细胞的“百老汇演出”。

我正在对特定类型的信号进行组合,这些信号可以模仿我们身体对伤口进行应答的过程,从而帮助我们的组织再生。未来,我们将拥有防疤痕的创可贴,可塑肌肉的填充剂,甚至是促进伤口愈合的疫苗。

当然,现在我们还不能像金刚狼那样一觉醒来就痊愈,可能下周二也做不到。但随着这些进步,与免疫系统共同作用、以促进组织生长和伤口愈合的产品将有望上市,也许有一天我们能像蝾螈一样肢体再生。

Kaitlyn Sadtler博士是一名组织再生工程师,致力于免疫系统指导人体组织再生的相关研究。(图片来源:TED官网)

参考资料:

Kaitlyn Sadtler. (2018). How we teach our bodies to heal faster. In TED. Retrieved from https://www.ted.com/talks/kaitlyn_sadtler_how_we_could_teach_our_bodies_to_heal_faster