Các nhà khoa học Trung Quốc nuôi sừng nhỏ trên chuột. Đây là tin tức đáng chú ý!

Mỗi mùa xuân, những con hươu đực bắt đầu mọc ra những cấu trúc xoắn, kỳ lạ từ trán của chúng. Đầu của con linh dương rụng mô với tốc độ chóng mặt, khiến gạc phát triển nhanh tới 3/4 inch mỗi ngày. Khi sừng phát triển, chúng phân nhánh thành các nhánh ngày càng lớn hơn. Sau đó, mỗi mùa thu, khi mùa giao phối kết thúc, gạc rơi ra và chu kỳ bắt đầu lại. Điều đó hoàn toàn trái ngược với các loài động vật khác có xương mọc trên đầu, chẳng hạn như tê giác, ram và linh dương, những loài có sừng mọc khi chúng còn nhỏ và tồn tại trong suốt cuộc đời của chúng.

Sự phát triển mô gần như kỳ diệu này đã truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Tây Bắc ở Tây An, Trung Quốc, để điều tra xem liệu gạc hươu có thể được sử dụng làm mô hình tái tạo cơ quan ở động vật có vú hay không. Điều khó hiểu là họ dự định làm như vậy bằng một thí nghiệm khá bất thường: bằng cách cấy tế bào gốc của hươu vào trán chuột, sau đó chúng mọc sừng nhỏ.

Một câu chuyện sắc nét về cách mọc sừng

Sự phát triển sừng mới bắt đầu ở cuống, phần đế đang phát triển gắn liền với hộp sọ và được kiểm soát bởi các hormone như testosterone. Chu kỳ sinh trưởng trùng với mùa sinh sản, vì vậy con đực có sừng cứng để chúng có thể sử dụng để chiến đấu với những con đực khác nhằm thiết lập sự thống trị và giành đặc quyền sinh sản.

Trong chu kỳ tăng trưởng ban đầu, chiếc sừng bắt đầu như một vết sưng, được bao phủ bởi một chất liệu mềm, mượt có chứa các mạch máu và dây thần kinh. Lớp nhung này giúp cung cấp chất dinh dưỡng và oxy cho những chiếc sừng đang phát triển, đồng thời bảo vệ chúng khi chúng lớn lên. Khi gạc đạt kích thước đầy đủ, nhung khô lại và rơi ra trong một quá trình được gọi là rụng nhung. Ở giai đoạn này, máu ngừng chảy đến sừng, lúc này xương đã được khoáng hóa hoàn toàn. Cuối cùng, sau mùa sinh sản, các tế bào bắt đầu khử khoáng xương giữa cuống và sừng, khiến sự liên kết của sừng với hộp sọ yếu đi và sừng rụng đi.

Toàn bộ quá trình thực sự tuyệt vời. Nó tương đương với việc phát triển toàn bộ xương đùi trong vòng chưa đầy sáu tháng. Nhưng tất cả điều này đều phải trả giá.

Để phát triển cặp sừng quý giá của mình, gà trống phải hút chất dinh dưỡng từ các bộ phận khác của bộ xương, gây ra chứng loãng xương có thể đảo ngược hiệu quả ở các xương khác trong mùa sinh sản căng thẳng. Lượng sừng phát triển có thể so sánh với thời kỳ mang thai, điều này nói lên rất nhiều về tính chất nặng nề của xương mọc ra từ trán của chúng.

Từ mọc sừng đến mất tứ chi

Nhưng có lẽ không ngạc nhiên khi nhiều nhà khoa học đã quan sát chiếc sừng và tự hỏi liệu có bài học nào họ có thể học được để áp dụng cho y học và tái tạo mô hay không. Ví dụ, Wolfgang Pita Thomas, một nhà thần kinh học tại Đại học Washington ở St Louis, đã bị thu hút bởi thực tế là các dây thần kinh trong sừng tái tạo nhanh gấp 10 lần so với dây thần kinh ở người. Ông hiện đang tích cực nghiên cứu các cách để biến sự phát triển nhanh chóng này thành các liệu pháp mới cho hệ thần kinh của chính chúng ta nhằm đẩy nhanh quá trình tái tạo các dây thần kinh bị tổn thương, chẳng hạn như trong trường hợp chấn thương do liệt.

Điều này đưa chúng ta đến với các nhà nghiên cứu Tây An, những người đầu tiên xem xét kỹ lưỡng cấu trúc tế bào và động lực biểu hiện gen của mô sừng trong các giai đoạn tăng trưởng khác nhau. Sau khi xác định được quần thể tế bào gốc liên quan nhiều nhất đến sự phát triển của sừng, được tìm thấy trong cuống sừng, họ đã phân lập chúng và sau đó thực hiện một việc khá triệt để: họ đưa các tế bào này trực tiếp vào hộp sọ của những con chuột trong phòng thí nghiệm.

Trong vòng 45 ngày kể từ khi cấy một loại tế bào gốc khác, được gọi là “tế bào tiền thân blastema gạc”, những con chuột đã mọc những vết sưng khá lớn trên đầu giống như cấu trúc giống như sừng ban đầu, hoàn chỉnh với sụn và xương. Tế bào gốc được thu hoạch từ sừng trâu không quá năm ngày tuổi sẽ cho kết quả tốt nhất.

Đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học thử mọc sừng ở chuột. Vào năm 2020, một nhóm khác cũng đến từ Trung Quốc đã cấy thành công gốc gạc vào hộp sọ của chuột sau khi cấy mô nhung hươu ngay dưới da trán.

Mặc dù có vẻ ngoài kỳ lạ, nhưng những con chuột được cấy ghép vẫn khỏe mạnh và các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ sử dụng những phát hiện của họ trong quá trình sửa chữa xương lâm sàng và thậm chí là tái tạo chi. Rõ ràng, vẫn còn một chặng đường dài trước khi các nhà khoa học có thể thu hẹp khoảng cách từ việc mọc sừng ở chuột đến việc mọc lại các chi bị mất, nhưng bạn phải bắt đầu từ đâu đó.

Những phát hiện xuất hiện trên tạp chí thiên nhiên.