科学家揭秘：人类基因是肢体再生的关键

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　　据国外媒体报道，如果你切断蝾螈的腿部，它们会重新长出来，然而人类却不具备这样的能力，其原因并不简单，在一定程度上充满神秘色彩。美国加州大学埃尔文分校发育和细胞生物学教授大卫·加德纳(David Gardiner)说：实际上我们人类也有再生能力，例如：表皮组织，此外，人体也可以再生部分肠道粘膜，但是人类无法再生更复杂的身体组织。

        　　加德纳花费数十年时间研究蝾螈的再生能力，寻找这种超级能力的潜在机制。他说：“人类再生能力很可能在未来才能实现，却并不遥远，未来不久肢体再生将成为医学工具箱的一部分。”

        　　这是因为从理论上讲，人类肢体再生是可能实现的，例如：皮肤，如果皮肤切口并不深，将不会留下疤痕，因为人体自愈过程可重生皮肤细胞。同时，如果指甲之下的细胞仍保存完整，人类很可能再生手指前端部分，如果重新生长出这些组织，骨骼将很好地结合在一起，这就像是螺丝和螺丝帽的关系。人类肝脏也可以生长，能够再生和重建受损组织。

       


        　　生长一个完整的肢体

        　　肢体再生(类似蝾螈的再生能力)不仅仅是取代组织部分，肢体再生需要骨骼、肌肉、血管和神经组织，成体干细胞是一种未分化细胞，它对于再生肌肉组织具有特殊作用，但是它们并没有激活。加德纳指出，你可以再生血管，甚至神经组织，但是无法再生整个手臂。

       


        　　加拿大蒙特利尔大学脊椎动物组织再生实验室主管史蒂法纳·罗伊(Stephane Roy)强调称，人类的皮肤、肝脏和骨骼，不会以蝾螈相同的方式实现再生。人类仅能再生皮肤浅层组织(事实上这个连续过程被称为体内平衡)，卧室内多数灰尘都是人体的死亡皮肤细胞。

        　　肝脏再生完全不同于蝾螈的肢体再生，肝脏再生是一种补偿性增生，这意味着它生长的体积是弥补损失的部分组织，意味着肝脏组织会生长得更大，但如果整个肝脏被切除，将是无法再生的。损失的肝脏部分是无法再生的，因此不能重复切除肝脏部分，相比之下，蝾螈的肢体可以多次重复被切除，每次切除都能重新生长出新的肢体。

        　　人类拥有再生能力

        　　加德纳指出，胎儿在子宫内可以形成完整的器官系统，从胚胎获得一些基因信息仅用9个月便能发育形成复杂的婴儿。因此人类具有重生某些器官组织的部分能力，同时，从进化角度上讲，人类需要自愈功能。

        　　除此之外，蝾螈和人类的潜在基因机制并非完全不同，3.6亿年前泥盆纪时期蝾螈和人类的共同祖先物种出现了进化分支，加德纳说：“对于肢体再生并没有特殊基因，这里存在着许多进化过程，但是人类至少未完成一个进化步骤。”

       


        　　为了再生肢体，细胞需要知道再生肢体在哪里，位于手指尖，还是肘关节?它们需要在正确的序列下重建正确的结构。加德纳表示，蝾螈具有某些基因，却在人体中处于“关闭”状态。或许这些基因能够再生，或者至少帮助控制再生进程。人类进化历程中一些基因不像蝾螈基因能够表达再生能力，没有人知道这些隐性基因是什么。

        　　2013年，澳大利亚科学家詹姆斯·戈德温(James Godwin)可能揭开了肢体再生的部分谜团，他发现巨噬细胞(macrophages)能够阻止蝾螈身体疤痕组织逐渐积聚，巨噬细胞存在于包括人类的其他动物体内，是免疫系统的一部分。它们的功能是停止传染和导致炎症，它是身体部分需要修复的一种信号。如果蝾螈体内缺少巨噬细胞，将无法再生它们的肢体，而仅是形成疤痕。

        　　加德纳表示，戈德温的研究工作帮助我们更进一步地理解肢体重生现象，通常情况下，蝾螈根本不会形成疤痕组织，当人类肌肉撕裂或者形成一道很深的伤口，将伤害结缔组织，促使疤痕组织的形成。这些疤痕组织不会提供原始组织的相同功能性。

        　　他说：“如果我能使蝾螈身体形成疤痕，那将非常了不起的事情，因为这将揭晓人类无法再生肢体或者器官的机制，巨噬细胞可能存在部分关联，但也不完全是该因素造成的。”

        　　幼态延续和肢体再生

        　　“幼态延续”的能力可能以另一种方式洞察肢体再生的神秘之处，墨西哥蝾螈具有幼态延续特征，意味着它们进入成年期仍保持着幼年期特点。这就是为什么墨西哥蝾螈成熟之后仍保留着鳃部，而其它蝾螈物种却没有。

        　　人类也具有幼态延续特征，这就是成年人为什么有时内心自我是个“小孩”，而其它灵长目动物却没有这一现象，同时，人类比其它灵长目动物成熟期更长，很可能幼态延续和再生能力之间具有一些关联性。加德纳强调称，年轻人群比老年人群更容易自愈。

       


        　　此外，美国哈佛医学院的研究人员发现“Lin28a”基因，它在未成年动物(包括人类)体内激活，伴随着动物进入成年期其活跃性将停止，这种基因能够确保老鼠组织再生，或者至少重新生长出趾尖和耳朵。一旦这些动物年龄超过5个星期，它们将不会再生那些组织，甚至当Lin28a基因功能被激活。Lin28a基因是老鼠新陈代谢控制系统的一部分，当它受到刺激，将使动物获得更多能量，仿佛它们更加年轻。

        　　但是幼态延续和肢体再生之间的必然关联性尚不能确定，所有蝾螈物种都可以肢体再生，但仅有墨西哥蝾螈具有幼态延续特征。蝾螈物种能够复原干细胞，并开始肢体重生，这种类型的细胞与伤口发生反应，同时关联肢体是否重新生长。加德纳刺激伤口处生长的神经细胞，能够使蝾螈长出额外的肢体。

        　　罗伊说：“这可能与强烈的免疫反应有关，或者与一些特殊生长因素及其结合因素有关，这将部分解答一个生物物理学现象：从身体比例上讲，蝾螈肢体比人类肢体更小，然而青蛙却不能重生它们的肢体，因此这不是与体形相关的问题。目前动物肢体再生能力仍是一个未解谜团，至少目前科学家仍无法完全解释。”