金剛狼：再生能力哪里來？

冉浩

2017年3月，“X戰(zhàn)警”系列電影的第十部作品《金剛狼3：殊死一戰(zhàn)》上映，成為“金剛狼”獨(dú)立系列的最后一部作品。雖然很傷感，但在漫威塑造的諸多角色中，狼叔無疑是相當(dāng)成功的一個。除開他那無堅(jiān)不摧的鋼爪，強(qiáng)大的細(xì)胞再生能力也是讓人嘆為觀止，只可惜在這部作品中狼叔的能力已不在巔峰。那么，真實(shí)生物體的細(xì)胞再生能力到底怎樣？有沒有生物真的能夠達(dá)到狼叔的水平？我們將來有沒有可能通過生物技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這樣的超級能力呢？

再生，生存的基本技能

雖然我們普通人類沒有狼叔那么強(qiáng)大的再生能力，但是我們確實(shí)具備自愈能力。而且正是因?yàn)檫@項(xiàng)能力的存在，我們才能夠在受傷后得以康復(fù)，并且可以繼續(xù)愉快地生活下去。而這一切，都是建立在細(xì)胞的分裂和分化的基礎(chǔ)上的。

以皮膚的劃傷為例（這也是狼叔外傷的基礎(chǔ)模式），一旦傷口出現(xiàn)，就意味著周圍的組織和細(xì)胞受到了損傷，至少已經(jīng)有了組織壞死和血管斷裂。一部分血液流出，其中的血小板細(xì)胞會接受刺激而破裂，釋放出里面的蛋白質(zhì)，這些蛋白與血漿蛋白一同將血液中流動的自由水限制并轉(zhuǎn)化成不易流動的結(jié)合水，也就是我們常說的血液凝固的過程。凝固的血塊最終會形成痂皮，起到保護(hù)傷口的作用。這時候，傷口周圍的組織會出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，具體表現(xiàn)是血管擴(kuò)張、充血，血管的通透性增強(qiáng)，血漿、白細(xì)胞和一些蛋白質(zhì)滲出，從而出現(xiàn)紅腫現(xiàn)象。通常，適度的炎癥反應(yīng)能夠?qū)κ軅M織起到保護(hù)作用。比如在受傷的時候，滲出的白細(xì)胞就已經(jīng)開始吞噬、清除壞死的組織細(xì)胞和入侵的微生物了。在完成這些準(zhǔn)備工作以后，真正的修復(fù)工作就開始了。

大概從第二天開始，傷口皮膚和皮下組織的纖維母細(xì)胞（Fibroblast）開始分裂，產(chǎn)生成肌纖維細(xì)胞（Myofibroblast）。后者可以像肌肉一樣收縮，以此牽引傷口的邊緣向中心移動，使兩個受傷面彼此靠近，來縮小傷口。

接下來，纖維母細(xì)胞繼續(xù)分裂，開始形成肉芽組織，這是一些看起來紅嫩的新肉，里面富含血管，并且將不斷產(chǎn)生膠原蛋白。膠原蛋白能夠起到黏合和填充的作用，在皮膚中含量豐富。當(dāng)肉芽組織填滿傷口，幾乎與正常皮膚表面平行的時候，就會停止膠原蛋白的生產(chǎn)。

同時，處在傷口邊緣的基底細(xì)胞開始分裂了，它們也被稱為生發(fā)層細(xì)胞，不僅能夠分裂，還能夠分化成上皮細(xì)胞。這些細(xì)胞在血痂的下面形成，也就是在肉芽組織的上面，它們分別從左右兩個方向一點(diǎn)點(diǎn)向傷口中央移動。最后，這些基底細(xì)胞相遇，將肉芽組織完全覆蓋。接下來，它們會逐漸分化成新生的皮膚細(xì)胞。當(dāng)新的皮膚完全形成后，血痂就會自然脫落。一次傷口愈合的過程就完成了。

愈合所需要的時間與創(chuàng)口的大小、深度有關(guān)，也受到環(huán)境的影響，反正一兩天是不能完成的。而狼叔那樣恐怖的恢復(fù)速度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類的極限。

那些強(qiáng)大的再生動物

在整個動物界中，人類的自愈能力算是很有限的，我們大概只能再生出一些組織，無法再生出肢體或者器官，如果一個人失去了一截手指或者一塊耳朵，那就是真的失去了。但是在動物界，很多動物都具有再生肢體的能力。

比如壁虎等很多爬行動物，可以在遇到敵害時斷尾逃生，斷掉的尾巴還可以再生。但是必須指出的是，再生的尾巴和斷掉的尾巴已經(jīng)是不同的了。因?yàn)楸诨辔矔r，并非像我們想象的那樣，在兩個尾椎骨之間的關(guān)節(jié)處斷開，而是在一截尾椎骨的中央。那里有一截軟骨組織，在肌肉強(qiáng)烈收縮的時候可以斷開。軟骨組織細(xì)胞是可以分裂再生的，所以，新生成的尾巴實(shí)際上是這截椎骨殘存的軟骨再生延長形成的，變成了一截硬尾巴，原來失去的尾椎骨已經(jīng)永遠(yuǎn)失去了。而新尾巴上的鱗片排列方式也與原來不同。

一些原始動物的身上還保留著更加強(qiáng)大的再生能力，比如蚯蚓，它們的身體是由很多“環(huán)節(jié)”組成的。如果將蚯蚓橫向切成兩段，它們受傷的“環(huán)節(jié)”會立即行動起來，封閉傷口，然后就開始了再生修復(fù)過程，原來的尾部那一段長出頭部，頭部那一段長出尾部，最終變成了兩條蚯蚓！不過蚯蚓的這種再生能力也是有條件的，特別是如果你沿著縱向把蚯蚓劈成兩半，所有的“環(huán)節(jié)”都被破壞，那它就徹底死掉了。

海星則更加強(qiáng)大，雖然看起來人畜無害，但實(shí)際上是個貪婪的“吃貨”，對貝類養(yǎng)殖危害很大。最初，人們將它們撈起，撕碎，隨手丟棄，但是卻發(fā)現(xiàn)海星越來越多。后來人們才知道原來海星居然是個“逆天”的主兒，即使被撕成幾塊，但每一塊都能再生出剩余的部分，長成一個完整的海星，只不過個頭會小一點(diǎn)。然而最厲害的卻是海綿，將它分割成小塊后不僅能形成很多新個體，即使將它搗爛，只要還有細(xì)胞未破壞，經(jīng)過幾天時間，這些細(xì)胞依然能夠聚集到一起，重新組成新的海綿個體，堪稱一絕！正因?yàn)槿绱?，即使海綿柔弱不堪，卻可以在海洋中廣泛分布和繁衍。

狼叔的絕境逢生能力也是異常強(qiáng)大，即使被人撕成兩半也能復(fù)活，這說明他的再生能力至少達(dá)到了海星的級別。不過在漫畫《神奇X戰(zhàn)警》里講述與外星人爭奪寶石的故事中，狼叔被滅得就剩一滴血，居然也復(fù)活了，比海星還要強(qiáng)大！這幾乎是海綿級別了——這類原始動物可以被打散成單個細(xì)胞，然后還能重組回去，但它畢竟是結(jié)構(gòu)簡單的原始動物，遠(yuǎn)沒有狼叔那么復(fù)雜的身體。

再生軀體

較復(fù)雜的動物之所以不能再生出肢體，最重要的原因是身體里已經(jīng)沒有了能夠進(jìn)行全能性分化的細(xì)胞。比如之前我們提到的皮膚的生發(fā)層細(xì)胞，它在分裂后只能分化成皮膚細(xì)胞，而不能變成其他細(xì)胞；而骨髓中的造血干細(xì)胞則只能分裂分化成血細(xì)胞。保留在我們體內(nèi)的能分裂的細(xì)胞雖然仍有不少種類，但已經(jīng)不能形成一個器官所需的全部細(xì)胞種類了。

因此，要想再生出新的器官，我們必須要獲得一個全能的“種子”，它要能夠具有分裂分化成全部細(xì)胞的能力。這個“種子”，就是胚胎干細(xì)胞——只在我們發(fā)育早期存在過的細(xì)胞，當(dāng)我們的器官形成以后，它就不存在了。如果在你胚胎發(fā)育的早期能夠保存下一點(diǎn)這樣的細(xì)胞，理論上它就有希望在將來幫你再生出一個器官，用來替換損壞的器官，必要的時候甚至也能幫你再造一個軀體。而在嬰兒的臍帶血中正好還保留著一些胚胎干細(xì)胞，這也是現(xiàn)在有些爸爸媽媽會給小寶寶保留臍帶血的原因。不過，目前臍帶血的保存和應(yīng)用技術(shù)尚不成熟，醫(yī)院通常只能給兒童使用，而且使用率偏低，保存的年限也只有二十年左右。

因此，當(dāng)代的再生醫(yī)學(xué)也把眼光投向了生發(fā)層細(xì)胞等能夠再分裂的細(xì)胞，希望可以誘導(dǎo)它們分化成我們所需要的細(xì)胞。一些研究目前已取得了一定的進(jìn)展，如從骨髓、脂肪組織或羊水等中獲取的間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal stem cells， MSCs）就被證明能分裂分化形成骨、軟骨、肌肉和脂肪組織等。

至于哪些條件能夠使干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成我們所需要的細(xì)胞，相關(guān)理論還處于百家爭鳴狀態(tài)……

近期研究主要聚焦于干細(xì)胞所處的環(huán)境—— 干細(xì)胞龕（Stem cell niche）?！褒悺边@個詞來自于生態(tài)學(xué)，大概就是“位置”的意思，把話說白了，就是細(xì)胞在什么地方就做什么事情。由于干細(xì)胞生存的“龕”不同，周圍環(huán)境也會有所區(qū)別，信號分子、胞間聯(lián)系（Intercellular contact），以及干細(xì)胞和其所生長的基質(zhì)之間的交互（Interaction）都能夠影響干細(xì)胞的分化。例如，人的神經(jīng)干細(xì)胞植入骨骼肌上產(chǎn)生肌肉細(xì)胞，而將骨髓細(xì)胞植入神經(jīng)環(huán)境中則可轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞，這種轉(zhuǎn)化的能力確實(shí)超出了過去的估計，是一條非常有希望的道路。至于將來，我們能借助科學(xué)技術(shù)，將人的再生能力推高到什么程度，能不能達(dá)到狼叔巔峰時期的水平，還是讓我們拭目以待吧。