文：黄岚
最近国外有报道称，如果我们失去了四肢，就只能像树桩一样，然而蜥蜴和蝾螈都可以让他们意外受伤的四肢重新生长起来。目前研究人员已经大概了解它们是怎么做到的。亚利桑那州立大学的井津健郎和他的同事们透露了蜥蜴再生的遗传秘诀，并将研究成果登在科学公共图书馆杂志上。专门研究蝾螈基因的澳大利亚再生医学研究院的詹姆斯·戈德温表示：为了达到人类身体部分也能再生的目的，科学家需要学习不同生物体的再生策略。
基因优化
可结合干细胞再生技术
“基因优化在科学技术方面不是很大的难题，困难更多在于伦理和安全性的考虑。在此，我们不讨论整体水平的基因优化问题。我们讨论一下如何通过基因优化结合干细胞再生技术治疗一些血液疾病的例子。”黄军就副教授举例，“例如血友病是由于患者基因缺陷，不能合成第九凝血因子从而导致患者不具备正常的凝血功能。常规的治疗方法是定期注射第九凝血因子，成本极高，而且是短期有效的。我们可以分离病人的造血干细胞，通过基因工程技术把病人造血干细胞第九凝血因子的基因片段修正或者导入正常的基因信息后移植到病人体内，那么由这些修正后的干细胞再生的细胞就获得了正常的凝血功能，也可以一劳永逸地解决病人的痛苦。”
不同物种
修复能力不同
亚利桑那州立大学的井津健郎和他的同事们渴望在蜥蜴或者变色龙尾巴重生的60天里密切观察它们的变化以揭示其中的奥秘。他指出：“新生的尾巴就是脊柱的延长。”
刚开始血凝块会从蜥蜴的伤口出现，这跟在蝾螈和人类身上的状况是一样的。但是不同的物种在接下来的一步就大相径庭了：如果是人类的话，上皮细胞会从伤口的边缘迁移形成凝块下面的疤痕组织；蜥蜴在截肢的25天之后，它并不是在凝块下面形成伤疤组织，取而代之的是一种以前端组织软骨为中心组织延伸生长，形成延长的新尾巴组织；但在蝾螈身上发生的再生则是一次完美的修复过程，不仅仅是尾巴，包括四肢、心脏、脊髓、部分的眼睛和大脑组织也能完整地修复。蝾螈的表皮细胞会在创口凝块的上方生长而不是下方，这时奇迹就会在这里发生。蝾螈伤口凝块中一种命名为巨噬细胞的免疫细胞会发送信号到破碎的皮下组织处，指导该处的组织形成胚芽状的3D结构。该结构含有所有新肢体重生所需的干细胞和3D结构信息。胚芽就像胚胎发育时期一样重新生长出完美的肢体。
人类的细胞修复能力远不如蝾螈
人类的皮肤或肌肉之所以能够做到自我修复，依赖的就是细胞再生。中山大学生命科学大学院“干细胞与功能基因组学实验室”的黄军就副教授告诉记者：人类的不同组织中都存在一定数量的成体干细胞，成体干细胞在保持合理数量的自我增殖的同时可以分化成相应组织中衰老或死亡的细胞，从而保证机体的稳定性。“毫无疑问的是，人类也具有一定的‘细胞再生’能力，这也是我们能生存、成长和抵御外力损伤的基础，但我们的再生能力远远没有像蜥蜴甚至蝾螈那般的强大。”他说，“正常的人体中，体内组织的干细胞能不断地分化补充正常凋亡或者死亡的细胞，在遇到外力造成的机体损伤时，如皮肤划伤，皮肤干细胞、血液干细胞以及部分骨髓干细胞会迁移到受伤的组织进行修复。但一般来说，比较大的伤口出现后，机体只能修复大部分的肌肉组织，而原来的血管和神经等复杂组织的损伤则不能100%的修复，因此我们一些大的伤疤处可能会失去感知的功能，这点与壁虎的再生有些相似。”
为此，黄军就副教授举例说，人的肝脏是再生能力非常强的器官，“现代的医学早已经证实了经过手术切除部分组织的肝脏，能在一定的时间内重生，这与蝾螈的修复较为相像。”
高等动物想实现“再生”仍尚待时日
在未来，人类是否也能做到像蜥蜴甚至蝾螈那般完美地“修复”自己？黄军就副教授给出的回答是否定的。“至少在未来30~50年内的技术发展，人类很难像蝾螈那样高效地‘修复’自己，这与人类自身修复系统的特点以及我们机体的复杂性是密切相关的。”他说，“在蝾螈体内，细胞可以逆分化成原始年轻的干细胞，而这些细胞能记忆自己的来源以及位置，从而实现高效地修复。在人的体内，尚没有发现存在能自动逆分化的机制存在，这可能与高等动物复杂机体需要对自身细胞命运高度控制的原因。低等生物具有很强的再生能力是因为它们在进化上一直处于较低的等级，它们经常受到攻击而产生大面积的损伤，因此为了生存它们也相应进化出更为强大的再生系统。”
因为人类处于食物链的上游，一般不会受到太多的这种大面积的伤害，因此在进化中的必要性也就降低了。所以相对再生能力而言，如何保持机体功能的稳定显得更为重要，“可以想象的是，如果身体中的细胞具有逆分化的能力，可以推测我们的肿瘤发生概率将会大幅度地增加。”黄军就副教授补充道。2014年，日本政府已经批准了全球首例利用病人自身皮肤细胞来源的诱导多能干细胞分化的视网膜细胞修复老年黄斑变性疾病的临床试验，这不失成为科学家令人类实现进一步的“肌体再生”梦想的又一突破点。
诱导干细胞是人类重要课题
于人类而言，当伤口复原时，上皮细胞会从伤口的边缘移动形成凝块下面的疤痕组织，不同部位的肌肉或皮肤拥有不同程度的修复能力。广州市第一人民医院胃肠外科副主任医师王强告诉记者，头面部皮肤生长能力快过腹部，腹部又快过四肢。决定修复能力因素很多，比如受伤部位血供、受伤类型、患者年纪营养状况、有无糖尿病等。“肌肉细胞几乎不可再生，损伤后形成的都是纤维疤痕，疤痕后期会挛缩，处理不当会导致关节畸形或者活动障碍等。”他说，“当然，若从借助外力的角度看，帮助肌体修复的方式有很多，比如保持伤口的清洁，保证伤口制动，红外线灯或者频谱仪照射伤口都可以促进愈合。药物的话，分中药和西药，西药用得比较多的是表皮生长因子凝胶这一类的，中药主要是云南白药，活血生肌散这类。”研究者表示，如果我们可以从蝾螈那里学到怎么在肌肉里诱导干细胞，那我们肌肉的生长就会有利得多。
黄军就副教授表示，无论某种动物的再生如何神奇，实际上与人类的再生系统还是有着非常大的差异，因此要真实地了解人类的再生潜能，还是要回到人类本身的研究中去，这仍需大量科学家的努力。
