科学家揭秘:人类基因是肢体再生的关键

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 。

科学家揭秘:人类基因是肢体再生的关键

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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 。
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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 。”
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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 。