向左，向右 人體器官不對稱之謎

1788年的一天，英國倫敦亨特醫學院的學生們在解剖一具男性尸體的時候，發現了一些令人驚異的事情。這個男人的解剖結構是正常人的“鏡像”——他的肝臟長在左邊，心臟長在右邊。驚訝的學生們趕緊跑去找他們的老師，蘇格蘭醫生、病理學家馬修·貝利。但這位見多識廣的老師同樣被震驚了，他后來寫道：“即便那些最著名的解剖學家也沒有見過這種離奇到嚇人的情況。”

這是有關內臟器官反置的首次詳細描述。兩個世紀后，身體器官的左右之謎仍然迷惑著科學家。如今，英格蘭醫學研究理事會的發育生物學家多米尼克·P·諾里斯博士與其他一些科學家開始回答這個問題，他們從胚胎發育入手，試圖找出人體的左右之謎。

纖毛“攪起”不對稱

胚胎發育的最初期是左右對稱的，左邊是右邊的完美鏡像。可以明顯看出左右不對稱的信號大約出現在胚胎發育的第6周前后。心臟首先展現出可以看得見的不對稱——心臟起初是一個小管，然后向左成為一個環。從這一時刻起，心臟的左右開始不對稱地生長，兩邊的結構就不同了。與此同時，其他器官開始向不同位置移動。胃和肝臟從胚胎的中軸線向右動，大腸在其右邊長出闌尾。右邊的肺長出三個肺葉，但左邊的肺卻只有兩個肺葉。

實驗人員還發現，其實看上去還對稱的早期胚胎在其兩邊就已產生出不同的蛋白質。生物學家指出了這種左右對稱被打破的那個起始點：胚胎中軸線上的一個非常微小的節點。這個節點內生長著無數根極其細微的纖毛，它們以1秒10次的速率旋轉。

這些旋轉的纖毛都是傾斜的，這使得它們具備把人體分成左右兩邊的能力。最近，美國紐約斯隆—凱特靈紀念癌癥中心的凱思琳·V·安德森和她的同事們破壞了使節點中的纖毛能夠傾斜的基因。這種基因突變讓一些小白鼠的胚胎發展成鏡像解剖結構。科學家們解釋說，胚胎在一個充滿液體的環境之中，如果纖毛是筆直的，那么它們就無法使液體向統一方向流動。打個比方說，纖毛就像攪拌機。它們不斷旋轉，把液體推向一個方向——從左邊向右邊。這就自然而然地打破了胚胎的左右對稱。當科學家們使小白鼠胚胎中的這種液體流動方向逆反之后，就長出相反的器官。

日本大阪大學的科學家報告說，僅兩個纖毛的旋轉就足以使這一工作完成。一旦液體開始流動，只需要3個或4個小時，胚胎器官是向左還是向右發育就被決定了。在第一個階段，液體橫跨節點流動，直到它到達左邊的邊緣。邊緣的環狀纖毛并不旋轉，不知道是什么原因，雖然這些纖毛不旋轉，但它們對流動卻做出了反應。

不對稱信號可能也會影響大腦發育

目前我們還不知道事實的真相，不明白導致這一情況發生的機制。但科學家們猜測，細胞可能通過釋放一種“節點蛋白質”做出反應。這些節點蛋白質從胚胎的左邊擴散開來，進而刺激其他細胞釋放它們自己的節點蛋白質，促使裝載有這些節點蛋白質的小環向左邊移動，而不是向右邊。

科學家仍在研究節點蛋白質是怎樣幫助決定身體兩邊的解剖結構。最近幾年，許多研究者將聚焦點放在斑馬魚身上——斑馬魚擁有透明的胚胎，而且通過人工技術，斑馬魚胚胎中的細胞能夠被染成紅色，這讓科學家們能夠觀察到器官究竟是如何形成的。

普林斯頓大學的伯丁博士研究節點蛋白質是如何通過影響胚胎細胞向心臟移動來塑造斑馬魚心臟的解剖結構。她說：“節點蛋白質看上去好像是直接告訴左邊的細胞，你們要比右邊的細胞更快速地移動。”這些左邊快速移動的細胞拖動整個心臟向右旋轉。從這一初始的旋轉開始，心臟發育出了其與眾不同的左邊和右邊。

一些研究結果表明，這些早期信號同樣也會影響大腦的發育。科學家們早就知道人類大腦的兩個半球有重要的區別。比如，右半球在理解、認知、交流等方面起著重要作用，而左半球則是集中注意力的關鍵。與人類一樣，其他脊椎動物也有左右腦的區別，但這種不平衡的起源一直是個謎。

其他研究者也已經發現，節點蛋白質促使斑馬魚大腦的一小部分左右兩邊發育不同。這種不同隨后向外輻射到大腦的其他部分。但是，目前尚不清楚人類和其他哺乳動物是否也有相同的發育機制。

把下一步研究引向基因測試

對于生物個體而言，器官這種左右顛倒的紊亂可能是致命的。貝利醫生1788年描述的例子可能是醫學史上最有名的個案，但其實它更代表著器官反置的危害性。他們同樣能走路、能活動，自己和他人都不知道你身體里的秘密，直到醫生指出“你的心臟不在它應該的位置上”。

但這還不是最危險的情況——真正的危險是不完全反置。也就是說，如果你所有的內臟器官都是反置的，或許也是安全的，因為所有這些反置的內臟器官都與其他器官相互聯合。但“如果你的心臟長在錯誤的位置，而其他器官的位置都是正確的，那么這種錯誤通常是致命的”。

還有一種不易察覺的危險情況——心臟長在正確的位置，但心臟瓣膜和房室卻長在錯誤的一邊。這些紊亂可能不會立即致命，但這將使今后的人生變得非常危險。科學家們建議，如果發生這種情況，可能需要通過復雜的手術重新安置心臟。

科學家希望把人體這種左右紊亂的研究引向基因測試。簡單地說，就是希望從基因的層面找出導致這種紊亂的“害群之馬”，讓人類通過基因測試就能預測隱藏著的風險。再往前進一步，就是能用干細胞重新構造受損的心臟。這種嘗試不僅僅是要制造出正確的細胞，更要發出正確的信號，讓它們去往合適的位置。