蠑螈的絕技

袁越

汽車車門被撞壞了怎么辦？先試試能不能修，修不好就換一個。胳膊骨折了怎么辦？先試試能不能接骨，接不上的話就只有截肢了。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)進(jìn)展神速，但為什么器官再生領(lǐng)域多年來一直沒有進(jìn)步呢？甚至連從事這方面研究的科學(xué)家都很少？原因很簡單：大自然里幾乎找不出一種高等動物有這本事。

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究者非常重視先例。任何一種治療方法，假如自然界沒有類似的先例，那么科學(xué)家們就不會輕易去嘗試。就拿器官再生來說，如果沒有先例，一來研究者無從下手，二來也許器官再生違反了生物界的某個基本規(guī)律，最終會被證明是不可能的。

必須說明的是，很多高等生物具有很低級的器官再生能力。比如，人的手指尖端被截去一小段，如果處理得當(dāng)，是能夠再生出一個新指尖的。但如果傷到了第一指關(guān)節(jié)，那就沒辦法了。還有很多生物在幼年時期具有一定的器官再生能力。比如蝌蚪的四肢如果被截斷的話是能夠再生的，但變成青蛙后就不行了。越是高等動物，器官再生能力退化得就越早。哺乳動物只在胚胎時期具有微弱的再生能力，過了胚胎期，細(xì)胞分化完成后，這種能力就消失了。

世界上只有一種脊椎動物成年后依然保持著相當(dāng)強(qiáng)的器官再生能力，這就是墨西哥蠑螈（Axolotl）。這種小動物只生活在墨西哥首都墨西哥城附近的一條河流里，體長15厘米左右，模樣滑稽，當(dāng)?shù)厝私兴八帧?。成年墨西哥蠑螈的四肢、尾巴、眼睛、下巴、?nèi)臟……甚至一部分大腦都可以再生！更為奇特的是，墨西哥蠑螈的器官再生能力似乎是無限的，新生器官如果再次受傷，仍然可以再生一個新的出來，就像人的頭發(fā)一樣。

墨西哥蠑螈給了器官再生研究者極大的信心，他們夢寐以求的“先例”終于被找到了。初步研究表明，當(dāng)墨西哥蠑螈受傷后，缺損部位的血管立即閉合，表皮細(xì)胞迅速聚集在傷口處，形成一層被稱為“胚芽”（Blastema）的新鮮組織?？茖W(xué)家們曾經(jīng)認(rèn)為，“胚芽”是由體細(xì)胞“去分化”后形成的多功能干細(xì)胞組成的，這些多功能干細(xì)胞就像胚胎干細(xì)胞一樣，可以進(jìn)一步分化成其他類型的細(xì)胞，形成各種組織，并按照基因攜帶的指令，慢慢長出一個個新的器官。也就是說，整個再生過程就相當(dāng)于重復(fù)了一遍胚胎發(fā)育的步驟，無須專門編寫特殊的程序。

如果人類試圖模仿墨西哥蠑螈，首先必須想辦法讓傷口處的細(xì)胞“去分化”，也就是讓已經(jīng)分化的體細(xì)胞倒著發(fā)育，重新變成多功能干細(xì)胞。這個過程早在2006年即被日本科學(xué)家山中伸彌證明是可行的，他找到了四種“轉(zhuǎn)錄因子”，能夠在實驗室條件下把成年體細(xì)胞重新變成多功能干細(xì)胞。但是這個誘導(dǎo)過程十分復(fù)雜，很難控制，轉(zhuǎn)化效率也不高，距離人體實驗為時尚早。

2009年7月初，事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。德國馬克斯·普朗克分子細(xì)胞遺傳學(xué)研究所研究員艾莉·田中（Elly Tanaka）博士和她領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組在國際著名科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表了一篇論文，證明墨西哥蠑螈“胚芽”內(nèi)的細(xì)胞并不是多功能干細(xì)胞，而是只具有部分功能的“限制性”干細(xì)胞。也就是說，墨西哥蠑螈傷口細(xì)胞的“去分化”過程進(jìn)行得并不徹底，沒有完全回到胚胎時的初始狀態(tài)，而是分別“記住”了各自的身份，并在器官再生過程中嚴(yán)格地做了分工，肌肉細(xì)胞只會變成肌肉，真皮細(xì)胞只會變成真皮，等等。

這個秘密說起來只有一句話，但研究起來格外困難。蠑螈傷口處的“胚芽”細(xì)胞看起來都一樣，很難區(qū)分，因此也就沒法跟蹤它們的去向。多虧田中博士發(fā)現(xiàn)了一種變異的墨西哥蠑螈，其體細(xì)胞失去了色素，通體透明。接著，研究人員把一種熒光蛋白基因?qū)胂旙⑴咛ゼ?xì)胞，凡是接受了這種基因的細(xì)胞全部呈現(xiàn)出鮮明的綠色。最后，他們把這種經(jīng)過改裝的胚胎細(xì)胞植入蠑螈胚胎，培育出一組新的動物，有的肌肉細(xì)胞全部是綠色，有的造骨細(xì)胞全部是綠色，等等。這就相當(dāng)于找到了一種染色法，把活動物的不同組織進(jìn)行了染色。

之后的研究就好辦多了。科學(xué)家們把這些動物進(jìn)行截肢，觀察新生成的四肢的顏色分布情況，終于糾正了以前的錯誤認(rèn)識。

這種發(fā)現(xiàn)意義重大。它第一次證明，人類要想模擬墨西哥蠑螈的再生功能，不必非得把傷口處的細(xì)胞全部變成多功能干細(xì)胞，而是只需后退半步，讓它們回到各自的初始狀態(tài)，即“單功能干細(xì)胞”即可。

再生醫(yī)學(xué)界對這項發(fā)現(xiàn)評價很高。長期研究墨西哥蠑螈的美國圖蘭大學(xué)（Tulane University）科學(xué)家肯·穆尼奧卡（Ken Muneoka）認(rèn)為，這項發(fā)現(xiàn)說明人類也許只需10～20年就可以實現(xiàn)器官再生的理想了。穆尼奧卡和他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組剛剛從美國國防部接受了一筆高達(dá)625萬美元的研究經(jīng)費，正在埋頭苦干，力爭盡早實現(xiàn)人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最大的奇跡。

如果人類有朝一日真的能夠?qū)崿F(xiàn)這一理想，最大的功臣就是墨西哥蠑螈。但是，由于環(huán)境污染等，這種小動物在野外的數(shù)量估計只剩下不到400只了。按照墨西哥原住民阿茲特克人（Aztec）的說法，墨西哥蠑螈是阿茲特克神的化身，如果它們滅絕了，那么人類也就會隨之滅絕。

這個傳說還真有點道理。這個例子清楚地表明，生物多樣性對人類的健康發(fā)展是多么重要，保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類的未來。