蠑螈的腿斷了能再生 人類也將"偷走"這項"超能力"

　　2017-05-28 08:16:08　來源: 網易科學人

　　如果你砍下蠑螈的腿，它會重新長出來。可是人類卻不具備這樣的再生能力。這種再生機制非常複雜，從某種程度上說，它至今依然是個謎。

　　

　　圖：只需要一點點的遺傳信息，人類晶胚就可以發育成完整的人。因此，人類擁有再生身體器官的有限能力。

　　美國加州大學歐文分校的發育與細胞生物學教授大衛·加德納（David Gardiner）提及人類表層皮膚時說：「我們實際上也擁有很強的再生能力，比如我們的表皮組織。我們的腸胃器官也可以在一定程度上再生。但是我們無法讓更複雜的器官再生。」

　　加德納已經研究蠑螈的再生能力數十年，希望揭開這種超能力般的神秘機制。他說，人類將來可能擁有再生能力，而且這種願景已經距離成為現實不遠。很可能他當前指導的某位碩士生或博士生就能夠揭開其神秘面紗，肢體再生將成為醫療工具包中的一部分。

　　這是因為，從理論上說，人類肢體再生是很有可能的。與皮膚為例，如果傷口不深，通過再生皮膚細胞的治癒過程，甚至都不會留下疤痕。對於人類來說，如果指甲下的細胞依然完整，指尖再生並非不可能。如果你利用螺絲或石膏將骨頭重新接起來，它會重新長到一起。人類肝臟也會持續生長以填補缺失空間，並重建受到破壞的結構。

　　可是肢體再生不僅僅是取代器官組織。要想實現肢體再生，你需要骨頭、肌肉、血管以及神經。成人幹細胞（也就是未分化細胞）可以發育成肌肉，但它們似乎沒有被激活。加德納說：「你可能會再生血管甚至神經，但整條手臂無法再生。」

　　加拿大蒙特利爾大學脊椎動物組織再生實驗室主任斯特凡·羅伊（Stéphane Roy）指出，皮膚、肝臟以及骨骼與蠑螈的再生意義不同。他在電子郵件中稱：「人類只能更換淺層皮膚。實際上，我們房屋中的大多數塵埃都是人類掉落的死亡皮膚細胞。」

　　羅伊還稱：「肝臟再生也與蠑螈的肢體再生截然不同。肝臟再生實際上屬於代償性增生，也就是說剩下的部分會增大以彌補缺失的部分。」為此，肝臟組織會在部分切除后增大。可是如果將整個肝臟切除，它就無法再生。羅伊表示：「失去的器官無法再生，因此你無法再次切除肝臟。而蠑螈的肢體可被切除多次，每次新的肢體都可重新長出來。」

　　可是加德納說，人類在子宮中發育出完整的器官系統。只需要一點點遺傳信息，人類胚胎就可在短短9個月發育成完整的人類。為此，人類擁有有限的再生能力，這具有很大的進化意義，它能夠幫助傷口癒合。最重要的是，人類與蠑螈潛在的遺傳機制並沒有太大差異，即使我們在3.6億年前的泥盆紀擁有「最後共同祖先」。加德納表示：「沒有控制再生機制的特別基因，這個過程有許多特定步驟，而至少1個步驟在人類身上沒有發揮作用。」

　　要想肢體再生，細胞需要知道它們來自哪裡，它們在肢體手指的尖端還是肘關節處？它們需要按照正確的順序發育成正確的結構。加德納說，蠑螈身上肯定有某種人類已經「關閉」的特定基因，或許這些基因就能控制再生，至少可幫助控制這個過程。在過去的進化選擇中，肯定有什麼東西影響人類無法像蠑螈那樣表達這些基因，但現在還沒人知道它到底是什麼。

　　2013年，澳大利亞莫納什大學的科學家詹姆斯·高德文（James Godwin）或許解決了部分謎團。他發現名為巨噬細胞（macrophages）的細胞似乎可阻止蠑螈的再生能力。巨噬細胞也存在於其他動物身上，包括人類，它們是免疫系統的一部分。它們的功能是阻止感染和炎症，通常預示著身體需要修復。缺少巨噬細胞的蠑螈無法再生肢體，只能形成傷疤。

　　加德納表示，高德文的研究將對肢體再生的理解向前推進了一大步。通常情況下，蠑螈根本不會形成傷疤組織。當人類撕裂肌肉或傷口足夠深時，意味著結締組織受到破壞，就此形成傷疤。這種疤痕組織不會提供原生組織同樣的功能。加德納說：「如果我能真正理解蠑螈身上的傷疤，或許就能解開人類無法重生肢體或器官的原因。為此，巨噬細胞將是我研究的下個重點。」

　　「永保青春」的能力或許為肢體再生提供了其他線索。墨西哥蠑螈axolotl總是處於幼態持續狀態，這意味著它們總能保持幼年特徵。axolotl即使成年時也有腮，而其他蠑螈卻沒有。人類也存在類似現象，與其他靈長類相比，人類成年人更像孩童時期。此外，與大猩猩相比，人類的成長期更長。或許幼態與再生之間存在著某種聯繫，加德納發現年輕人的自愈能力超過老年人。

　　此外，哈佛醫學院的研究人員發現了名為Lin28a的基因，它可在未成年動物和人類身上激活，但成年後就會關閉。這種基因可以影響老鼠的再生組織，至少是它們腳趾指尖和耳朵尖的再生能力。當老鼠發育超過5周大后，就失去了再生這些組織的能力，即使Lin28a受到刺激被激活。Lin28a是動物代謝控制系統的一部分，受到刺激時，它會促使動物產生更多能量。但是這種機制之間的聯繫還未被理解，雖然所有蠑螈都能再生肢體，可是只有axolotl保持幼態。

　　蠑螈能夠促使幹細胞重新開始生長肢體，這種細胞可對傷口產生反應，這似乎也與肢體能否再生存在聯繫。加德納通過刺激傷口神經細胞生長，促使蠑螈長出額外肢體。羅伊說：「這可能是強免疫反應所致，或某種特定生長因素釋放的原因，亦或是兩者相結合的結果。這可能屬於生物物理學的範疇，蠑螈肢體比人類小得多。可是青蛙卻無法再生肢體，為此這可能並非體型大小的問題。」

　　肢體再生之間依然是個謎，至少目前依然沒有令人滿意的答案。（小小）