科學家揭秘:人類基因是肢體再生的關鍵

據國外媒體報道 , 如果你切斷蠑螈的腿部 , 它們會重新長出來,然而人類卻不具備這樣的能力 , 其原因并不簡單 , 在一定程度上充滿神秘色彩 。美國加州大學埃爾文分校發育和細胞生物學教授大衛·加德納(David Gardiner)說:實際上我們人類也有再生能力,例如:表皮組織,此外,人體也可以再生部分腸道粘膜,但是人類無法再生更復雜的身體組織 。
加德納花費數十年時間研究蠑螈的再生能力,尋找這種超級能力的潛在機制 。他說:“人類再生能力很可能在未來才能實現 , 卻并不遙遠,未來不久肢體再生將成為醫學工具箱的一部分 。”
這是因為從理論上講,人類肢體再生是可能實現的,例如:皮膚,如果皮膚切口并不深,將不會留下疤痕,因為人體自愈過程可重生皮膚細胞 。同時,如果指甲之下的細胞仍保存完整 , 人類很可能再生手指前端部分 , 如果重新生長出這些組織 , 骨骼將很好地結合在一起 , 這就像是螺絲和螺絲帽的關系 。人類肝臟也可以生長,能夠再生和重建受損組織 。

科學家揭秘:人類基因是肢體再生的關鍵

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生長一個完整的肢體
肢體再生(類似蠑螈的再生能力)不僅僅是取代組織部分,肢體再生需要骨骼、肌肉、血管和神經組織,成體干細胞是一種未分化細胞,它對于再生肌肉組織具有特殊作用,但是它們并沒有激活 。加德納指出,你可以再生血管,甚至神經組織 , 但是無法再生整個手臂 。
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加拿大蒙特利爾大學脊椎動物組織再生實驗室主管史蒂法納·羅伊(Stephane Roy)強調稱,人類的皮膚、肝臟和骨骼 , 不會以蠑螈相同的方式實現再生 。人類僅能再生皮膚淺層組織(事實上這個連續過程被稱為體內平衡) , 臥室內多數灰塵都是人體的死亡皮膚細胞 。
肝臟再生完全不同于蠑螈的肢體再生,肝臟再生是一種補償性增生,這意味著它生長的體積是彌補損失的部分組織 , 意味著肝臟組織會生長得更大 , 但如果整個肝臟被切除,將是無法再生的 。損失的肝臟部分是無法再生的,因此不能重復切除肝臟部分 , 相比之下 , 蠑螈的肢體可以多次重復被切除,每次切除都能重新生長出新的肢體 。
人類擁有再生能力
加德納指出,胎兒在子宮內可以形成完整的器官系統,從胚胎獲得一些基因信息僅用9個月便能發育形成復雜的嬰兒 。因此人類具有重生某些器官組織的部分能力,同時,從進化角度上講,人類需要自愈功能 。
除此之外,蠑螈和人類的潛在基因機制并非完全不同,3.6億年前泥盆紀時期蠑螈和人類的共同祖先物種出現了進化分支,加德納說:“對于肢體再生并沒有特殊基因,這里存在著許多進化過程,但是人類至少未完成一個進化步驟 。”
科學家揭秘:人類基因是肢體再生的關鍵

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為了再生肢體,細胞需要知道再生肢體在哪里,位于手指尖,還是肘關節?它們需要在正確的序列下重建正確的結構 。加德納表示,蠑螈具有某些基因,卻在人體中處于“關閉”狀態 。或許這些基因能夠再生,或者至少幫助控制再生進程 。人類進化歷程中一些基因不像蠑螈基因能夠表達再生能力,沒有人知道這些隱性基因是什么 。
2013年,澳大利亞科學家詹姆斯·戈德溫(James Godwin)可能揭開了肢體再生的部分謎團,他發現巨噬細胞(macrophages)能夠阻止蠑螈身體疤痕組織逐漸積聚,巨噬細胞存在于包括人類的其他動物體內 , 是免疫系統的一部分 。它們的功能是停止傳染和導致炎癥,它是身體部分需要修復的一種信號 。如果蠑螈體內缺少巨噬細胞,將無法再生它們的肢體,而僅是形成疤痕 。