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再生能力是怎么回事?人类是否也会有?

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 一些动物能够长出新的胳膊和腿,我们是否也能学会这手绝活,而且把它复制到我们身上?

  在《蜘蛛侠》里,主人公皮特·帕克的父亲生前的同事柯特·康纳斯具有蜥蜴DNA的血清,使被截断胳膊又重新长了出来。他还变成了一只巨大的人形蜥蜴,在城市里横行霸道,胡作非为。抛开它的副作用先不提,这只大蜥蜴的故事引出了现实中一个长期的科学探索了解动物非凡的再生能力,把这种能力移植到人类身上。

  如果把你的胳膊截断,你也许永远都要用假肢来掩盖伤疤。如果一只蝾螈掉了一条腿,过不了多久它就能长出一条新腿,伤口逐渐愈合、长出新的骨骼、肌肉、神经、皮肤。

  这种修复能力是在1740年被发现的,当时瑞士自然学家亚伯拉罕·特朗布雷注意到,水塘里有只绿色的动物,如果把它长着触角的头砍断,它还能重新长出来。他用希腊神话中的怪物给它命名为“九头蛇”水螅。随后,科学家们发现了更多具有再生能力的动物。壁虎的尾巴如果掉了,还能长出来;如果砍断海星的触角,它还能长出新的;一些变形虫只要还有一小部分残留,就能长出整个身体。

  然而,尽管经过了几个世纪的研究,我们还是没有弄清楚再生能力是怎么回事儿,更别提把这种能力应用到人类身上。但美国波士顿市东北大学再生生物学专家詹姆斯·莫那根却认为,有可能将这种能力应用到我们身上,但他说:“我们差得还很远,很难给这个领域的研究定个时间表。”

  其原因之一就是从事这一领域研究的科学家人数很少,而且相互之间也缺乏合作。另外,更主要的原因是实验室饲养的、用来进行实验的动物(所谓的“模式生物”)与具有再生能力的动物有着很大的区别。鸡、老鼠、苍蝇、蛔虫一直是实验室里的主要实验对象;在它们的协助或是牺牲下,科学家知道了,一团细胞可以生长成完整的胚胎。但是如果砍掉它们的胳膊、腿,它们却没法长出新的。蝾螈是最佳的实验对象,它们能够很快地长出新的受损四肢,而且具有和人类相同的基本身体结构。然而它们却并不是称职的研究对象。佛罗里达州立大学组织和器官再生专家阿什利·赛弗特说:“要不了一个月,它就能长出新的四肢。实验进程根本跟不上。”

  更糟的是,蝾螈的基因组过于膨胀,它们的DNA在数量上是我们人的10倍,还没有人完全搞清楚它们的序列。直到不久前,科学家还没办法将外来基因植入到蝾螈体内,也不清楚现有的蝾螈基因序列。不掌握这些,蝾螈和再生科学已经落后于分子生物学。

  虽然有这么多的障碍,但我们还是了解了再生四肢的基本步骤。四肢被截断后,最外层的细胞会包裹住伤口。此时对于人类来说,疤痕组织已经产生,然后就没有然后了。但对于蝾螈来说,新细胞会变成一种伤口表皮的组织,向深层组织传递化学指令。随后,伤口处的神经开始再生,肌肉和结缔等成熟细胞会蜕变成一种叫“胚基”的未成熟组织。一条新的胳膊或腿就诞生了。

  曼彻斯特大学发育生物学家恩里克·阿玛亚说:“从某种角度来说,那些细胞知道自己的位置,它们能再生出失去的部分。”如果从肩膀或臀部切断四肢,胚基能长出整条腿。如果从手腕或脚腕截断,胚基只会长手、脚。随着手脚生长,手指、脚趾分开,那些细胞能分清上下左右,知道自己的位置。它们先形成一条微型的四肢,然后再一点点长大。

  基本的步骤就是这样,但却很难搞清楚细节。伤口表皮是怎么形成的,它对下层细胞做了什么?如果里面神经不开始生长,四肢也不会随之生长,那神经在这里面起了什么作用?伤口的细胞是什么时候变成胚基的,它们会蜕变到什么程度?

  最重要的是,再生四肢的细胞是怎么知道它们该呆在哪儿,如何形成正确的形状的?它们是怎么形成的一条好胳膊,而不是一条畸形的废胳膊的?莫那根说,这个问题很难回答,从复杂的残留四肢长出新的细胞,看上去就这么简单,但整个过程就是这样。“人们正在对这个过程进行研究,但我们还搞不清楚肩膀的细胞与指尖的细胞有什么区别。”

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