金刚狼战士:美军研发细胞「重新编程」技术,是自愈速度的5倍

2021-02-24 20:17 352 阅读 ID:247
新智元
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报道称,美国空军正与密歇根大学合作研究一种治愈伤口的方法,对士兵患者的细胞「重新编程」,使其拥有像X战警中「金刚狼」的特殊能力,伤口愈合速度比普通人快5倍。


还记得X战警中的「金刚狼」吗?

美国军方正在研发细胞重编程技术,将赋予士兵像「金刚狼」的特殊能力,使他们能够更快地治愈伤口。


报道称,美国空军正与密歇根大学合作为未来的士兵开发一种治愈伤口的方法。

研究小组正在探索细胞重编程技术,用于治疗受伤士兵的伤口,烧伤和其他损伤,其愈合速度比人体自然愈合的速度快5倍。

最重要的是,整个过程无需手术!

细胞重编程:通过转录因子,让伤口的愈合速度比普通人快5倍

细胞重编程是获取一种类型的人类细胞(如皮肤细胞)并对其基因组进行编程以使其成为另一种类型的细胞(如肌肉细胞,血细胞,神经元或任何一种类型的细胞)的过程。

研究中的细胞编程技术过程中使用了转录因子的蛋白质来修改其基因组。转录因子「打开和关闭」细胞内的各种基因,以调节诸如「细胞分裂和生长」和「细胞迁移和组织」的活动。

转录因子可以通过喷雾绷带将其直接作用于伤口处,将裸露的肌肉细胞转化为覆盖伤口的表面皮肤细胞,从而使其愈合速度更快。

美国密歇根大学计算医学、生物信息学和数学副教授 Indika Rajapakse 在该项目中使用了活细胞成像显微镜技术。

该技术将使研究人员能够看到活细胞内的高分辨率图像,从而更好地了解伤口愈合过程。


显微镜还协助收集算法的数据,该算法可以计算出何时最好地干预细胞周期来治愈伤口。

Indika Rajapakse教授表示,我们可以赋予科学人性化,并能满足医学领域的关键需求。

我们有足够的资源来实现,充分利用这些资源是我们的义务,修改基因后,基因序列可以被写入,以便在必要时转变成不同类型的细胞。


如果一名士兵的肌肉受伤,这些肌肉细胞可以被重新编程成为皮肤细胞,迅速覆盖伤口患处。

这一方法可以将暴露的深层肌肉细胞转化为表层皮肤细胞,这意味着比目前的皮肤移植方法更有可能成功愈合。

那么普通人的伤口愈合需要多久?


伤口愈合所需的时间取决于切口的深度或大小,某些伤口可能需要数年才能完全愈合。

伤口愈合分为四个阶段:止血,炎症,增殖和成熟阶段。

Johns Hopkins Medicine指出,伤口通常在三个月后得到修复。修复后的新皮肤组织将比原始皮肤强80%。

开发数据指导算法,准确识别转录因子


然而,鉴定哪些转录因子进行了必要的改变以产生正确的细胞类型需要一个漫长的反复试验过程。

据悉,Rajapakse教授和他的团队开发了一种数据指导算法,可以用数学方法准确识别转录因子,并预测转录因子最能影响所需变化的细胞周期点。

而活细胞成像显微镜提供了进一步改进算法的数据。


美国空军科学研究局(AFOSR)的动力系统和控制理论项目负责人Frederick Leve博士表示,数学算法在如此短的时间内迅速地提供如此应用前景的成果,是非常罕见的。

通常需要数十年的基础数学研究才能将其纳入可以应用于技术的模型中。但是,以Rajapakse教授为例,仅用了短短几年的时间。

Rajapakse项目的成功为潜在的破坏性能力提供了一种开箱即用的思维方式。

如果这一技术可以大规模应用,这将在未来几年为美国空军带来革命性的变化。



参考链接:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-9279143/Sci-fi-technology-reprogram-soldiers-cells-Wolverine-like-healing-abilities.html

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