在受傷后，一些渦蟲幾乎可以再生體內(nèi)的所有細(xì)胞，墨西哥鈍口螈可以重建整個(gè)四肢和部分大腦，斑馬魚可以修復(fù)斷裂的脊髓，綠安樂蜥則能重新長出尾巴。

魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物和蠕蟲展現(xiàn)的再生能力令研究人員著迷已久，而大多數(shù)哺乳動(dòng)物卻不具備這種能力。如今，由于基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和單細(xì)胞成像技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家能夠?qū)倪@些動(dòng)物身上獲得的知識(shí)應(yīng)用于人類細(xì)胞研究。

“當(dāng)前學(xué)界正大力探索具有超強(qiáng)再生能力的物種，并嘗試盡快將研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用?！泵绹霞又荽髮W(xué)的Albert Almada表示。

綠安樂蜥尾巴再生能力可為人類醫(yī)療提供啟示。圖片來源：Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty

近日，在中國香港舉行的國際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)會(huì)議上，多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)展示了最新成果。

一條脊髓斷裂的斑馬魚可在8周內(nèi)從癱瘓狀態(tài)恢復(fù)到靈活游動(dòng)。美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的Mayssa Mokalled及團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，斑馬魚體內(nèi)一類細(xì)胞對(duì)這種恢復(fù)至關(guān)重要，且這些細(xì)胞與人類胎兒的星形膠質(zhì)細(xì)胞相似。受傷后，星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)在損傷部位周圍形成保護(hù)屏障，但也可能抑制神經(jīng)元修復(fù)。

Mokalled團(tuán)隊(duì)在斑馬魚體內(nèi)尋找誘導(dǎo)再生細(xì)胞激活的相關(guān)分子。當(dāng)他們將相同分子引入人類星形膠質(zhì)細(xì)胞時(shí)，這些細(xì)胞的形態(tài)和行為開始向斑馬魚細(xì)胞趨近。在初步研究中，研究人員將轉(zhuǎn)化后的人類細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞更有效地形成了保護(hù)屏障，同時(shí)損傷后的抑制反應(yīng)有所減弱?！拔蚁Ｍ@項(xiàng)研究能最終轉(zhuǎn)化為療法?！盡okalled說。

然而，斑馬魚與人類在進(jìn)化譜系上相距甚遠(yuǎn)，Almada關(guān)注的是綠安樂蜥。這種蜥蜴是現(xiàn)存與人類親緣關(guān)系最近且能再生完整附肢的動(dòng)物。人類和蜥蜴共享許多相同基因?！拔覀冋J(rèn)為這一模型更適用于人類生物學(xué)，因?yàn)樗鼈冊(cè)贒NA層面具備許多相同的機(jī)制?！盇lmada解釋說。

在會(huì)議上，Almada闡述了蜥蜴的一群肌肉干細(xì)胞如何實(shí)現(xiàn)尾巴再生。他指出，這些細(xì)胞與小鼠和人類的肌肉干細(xì)胞相似，但蜥蜴的細(xì)胞能從零開始制造肌肉組織，而小鼠和人類的同類細(xì)胞無法做到這一點(diǎn)。Almada希望弄清蜥蜴細(xì)胞的這一能力機(jī)制，并最終將其應(yīng)用于人類肌肉生長，以治療肌萎縮性疾病、增強(qiáng)老年人肌肉功能及促進(jìn)傷口愈合。

奧地利維也納大學(xué)的Florian Raible則在研究另一種“超級(jí)再生”動(dòng)物——多毛類海洋蠕蟲。這種蠕蟲在幼年時(shí)具有驚人的再生能力，但隨著激素變化，成年后會(huì)逐漸喪失。“它是研究再生能力強(qiáng)弱的理想模型。”Raible說。

該蠕蟲的神經(jīng)系統(tǒng)與脊椎動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有相似性，使其成為研究人類脊髓損傷的相關(guān)模型。

在切斷蠕蟲軀干的實(shí)驗(yàn)中，Raible團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，傷口附近殘留的部分細(xì)胞會(huì)轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，并開始重建身體，包括神經(jīng)細(xì)胞。這一過程伴隨蠕蟲體內(nèi)“山中因子”同源分子的表達(dá)，科學(xué)家常用這類分子將成人細(xì)胞重編程為胚胎樣狀態(tài)。Raible認(rèn)為，這意味著人類體內(nèi)可能存在一種從成體組織中重建干細(xì)胞的自然途徑。