近年来,科学家研究发现,一些两栖类动物和鱼类拥有肢体再生的能力——例如蜥蜴断尾后能长出新的尾巴,斑马鱼能够再生其鳍、鳞片、脊髓和部分肝脏等。科学家指出,人类其实也具有类似的肢体再生潜能,只是相关基因仍处于休眠状态,有待进一步挖掘。
再生奥秘:受损部位细胞发育成新器官
通过多年研究,科学家发现,在许多再生过程中,当成熟细胞受损时,再生便启动。大量未成熟细胞(如胚基)会再生出缺失的肢体,其过程类似于胚胎发育初期。两栖类动物自我修复的“秘诀”在于其“未来器官”的细胞在初步成长时尚未完全分化,因此能够发育成肢体或器官。例如,蝾螈的骨细胞、皮肤细胞和血液细胞在受损后,这些未完全分化的细胞会快速转变为相应部位的完整细胞,最终长成新的爪子或器官。尽管胚基的形成和胚胎发育是两个独立的过程,但两者在特定阶段存在交叉。
如果将胚基移植到受伤部位,它能够从受伤部位的细胞中获取如何形成该部位的指令,从而加速愈合,形成新的组织器官。例如,由蝾螈断爪产生的胚基若被移植到身体其他部位,则会在该处长出新的爪子。当然,人体再生仍很遥远,但再生研究人员相信,人类最终可能具备再生能力,因为人类细胞在胎儿发育过程中已展现出发育新肢体的能力,且细胞内的DNA包含器官生长的“指示密码”。当前的任务是找到这些密码,如同打开开关一样,通过“打一针”激活细胞的潜在功能。
再生机理:人体潜藏着再生基因
科研人员发现,动物的再生能力基于其基因装备,但这些基因在许多物种中因各种原因而失活。科学家认为,人体内一定潜藏着能够自愈创伤甚至再生组织的基因。当前的首要任务是确定使胎儿具备自愈功能的基因,并探究为何胎儿长大后丧失了这一宝贵能力。
印第安纳波利斯大学科学院的院长大卫·斯多康博士(生物学教授)致力于研究帮助蝌蚪再生肢体的msx1基因,发现该基因在再生过程中至关重要,它能维持细胞的未分化状态,防止过早成熟。令人欣喜的是,研究人员在人体指尖中发现了这种基因。此外,剑桥生物医学诺华研究院的斑马鱼再生专家马克·凯厅于去年12月确定了斑马鱼鳍再生所必需的两种基因——fgf20和hsp60,并发现后者在人体内也存在。这表明人体确实存在再生基因,但这些基因已不再发挥作用。