金剛狼戰士:美軍研發細胞「重新編程」技術,是自愈速度的5倍
報道稱,美國空軍正與密歇根大學合作研究一種治愈傷口的方法,對士兵患者的細胞「重新編程」,使其擁有像X戰警中「金剛狼」的特殊能力,傷口愈合速度比普通人快5倍。
還記得X戰警中的「金剛狼」嗎?
美國軍方正在研發細胞重編程技術,將賦予士兵像「金剛狼」的特殊能力,使他們能夠更快地治愈傷口。
報道稱,美國空軍正與密歇根大學合作為未來的士兵開發一種治愈傷口的方法。
研究小組正在探索細胞重編程技術,用于治療受傷士兵的傷口,燒傷和其他損傷,其愈合速度比人體自然愈合的速度快5倍。
最重要的是,整個過程無需手術!
細胞重編程:通過轉錄因子,讓傷口的愈合速度比普通人快5倍
細胞重編程是獲取一種類型的人類細胞(如皮膚細胞)并對其基因組進行編程以使其成為另一種類型的細胞(如肌肉細胞,血細胞,神經元或任何一種類型的細胞)的過程。
研究中的細胞編程技術過程中使用了轉錄因子的蛋白質來修改其基因組。轉錄因子「打開和關閉」細胞內的各種基因,以調節諸如「細胞分裂和生長」和「細胞遷移和組織」的活動。
轉錄因子可以通過噴霧繃帶將其直接作用于傷口處,將裸露的肌肉細胞轉化為覆蓋傷口的表面皮膚細胞,從而使其愈合速度更快。
美國密歇根大學計算醫學、生物信息學和數學副教授 Indika Rajapakse 在該項目中使用了活細胞成像顯微鏡技術。
該技術將使研究人員能夠看到活細胞內的高分辨率圖像,從而更好地了解傷口愈合過程。
顯微鏡還協助收集算法的數據,該算法可以計算出何時最好地干預細胞周期來治愈傷口。
Indika Rajapakse教授表示,我們可以賦予科學人性化,并能滿足醫學領域的關鍵需求。
我們有足夠的資源來實現,充分利用這些資源是我們的義務,修改基因后,基因序列可以被寫入,以便在必要時轉變成不同類型的細胞。
如果一名士兵的肌肉受傷,這些肌肉細胞可以被重新編程成為皮膚細胞,迅速覆蓋傷口患處。
這一方法可以將暴露的深層肌肉細胞轉化為表層皮膚細胞,這意味著比目前的皮膚移植方法更有可能成功愈合。
那么普通人的傷口愈合需要多久?
傷口愈合所需的時間取決于切口的深度或大小,某些傷口可能需要數年才能完全愈合。
傷口愈合分為四個階段:止血,炎癥,增殖和成熟階段。
Johns Hopkins Medicine指出,傷口通常在三個月后得到修復。修復后的新皮膚組織將比原始皮膚強80%。
開發數據指導算法,準確識別轉錄因子
然而,鑒定哪些轉錄因子進行了必要的改變以產生正確的細胞類型需要一個漫長的反復試驗過程。
據悉,Rajapakse教授和他的團隊開發了一種數據指導算法,可以用數學方法準確識別轉錄因子,并預測轉錄因子最能影響所需變化的細胞周期點。
而活細胞成像顯微鏡提供了進一步改進算法的數據。
美國空軍科學研究局(AFOSR)的動力系統和控制理論項目負責人Frederick Leve博士表示,數學算法在如此短的時間內迅速地提供如此應用前景的成果,是非常罕見的。
通常需要數十年的基礎數學研究才能將其納入可以應用于技術的模型中。但是,以Rajapakse教授為例,僅用了短短幾年的時間。
Rajapakse項目的成功為潛在的破壞性能力提供了一種開箱即用的思維方式。
如果這一技術可以大規模應用,這將在未來幾年為美國空軍帶來革命性的變化。