倪顯麗
獨特的技能
非洲刺毛鼠為了逃脫天敵追捕,它們自愿舍棄自己的小塊皮膚來換取性命。設想一下:饑餓的狐貍正洋洋得意,它又逮住了一只毛茸茸的小動物。然而,“滋溜”獵物就像一塊肥皂一樣,從狐貍的利爪下滑走了。狐貍很錯愕,它的利爪下只留下了一小塊皮毛,而刺毛鼠早已逃之夭夭。
美國佛羅里達大學的研究人員首先發現,要想捕獲了這種刺毛鼠很難“拿捏”。當研究人員想捉住刺毛鼠時,它就會立刻舍棄皮膚,然后溜之大吉。起初,研究人員十分吃驚,非洲刺毛鼠的皮毛竟然如此脆弱,只需用手輕輕一抓,就能扯下一小塊,而且是從外到里,包括表皮、真皮、皮下組織,以及首層肌肉(纖薄的肉樣膜)在內的一整塊鼠皮!我們知道,普通老鼠的皮被抓住后,只會如皮筋一樣被拉長。一旦松手,它還會返回到原位。
研究人員發現普通老鼠的皮膚抗拉扯韌性竟然是它們非洲表親刺毛鼠的20倍。然而,這兩種動物的真皮都是由同一種蛋白質構成。起初,他們對于這一現象百思不解。隨著研究的深入,研究小組發現,非洲刺毛鼠和家鼠的區別也許并不在于它們的皮膚,而在于它們的毛!之所以叫“非洲刺毛鼠”,是因為它們背部的毛發很硬。但問題關鍵并不在表露的毛發,而是隱匿真皮的深處。皮膚的所有力學特性,尤其是韌性,皆與混合各種纖維的皮有關。其中,有一種非常特殊的結構名叫“毛囊”,毛發正是從那里生長出來的。非洲刺毛鼠的毛囊比它們實驗室表親的毛囊大得多:也就是說,它們的毛囊以及伴生的皮脂腺都占據著更大的空間;反過來就意味著維系皮膚連接的纖維所擁有的空間很小。因此它們的真皮非常脆弱,動不動就掉下一塊!
如何忍受傷痛?
非洲刺毛鼠可以舍棄背部 60 %的皮膚,相當于你頸后到肋下的所有皮膚!可想而知,如果這種情況發生在你身上,你就必須立刻被送去“急救”了。因為皮膚和你的腎臟、肝臟一樣,也是你身體的器官。你可以觸摸到的表皮,是你身體抵御外界環境的第一道屏障。這些細胞不但可以避免不速之客入侵你的機體,也可防止你身體的水分流失。沒有這一層保護,你將迅速脫水,且難以抵御對外界的各種侵襲。
的確,皮膚脫落不僅帶來傷痛,還會導致各種感染。非洲刺色鼠舍棄皮膚的做法看來相當的愚蠢。但神奇的是,它們似乎有超強的免疫力。在研究人員觀察的所有實驗室個體中,沒有一例發生傷口感染。研究小組認為,刺毛鼠可能擁有一種特殊的抗菌蛋白,或是一個無比強大的免疫系統。要知道,如果我們受傷如此嚴重,我們通常會性命堪憂!
只需一個月
既然敢如此輕易地舍棄,那它們也一定可以再生這些皮膚。肌肉一旦暴露在外,愈合的工作就立馬開始。首先是止血和結痂,結痂的下面,所有組織將會逐漸復原。3天后,能夠抵御外界攻擊的全新細胞層已經形成,傷口完全被其掩蓋:這個速度是其他老鼠的3倍!在這段時間里,傷口的邊緣不斷收縮。兩周內,95%的傷口將愈合,只有中心區域還留有一些損傷。
對哺乳動物來說,傷口能夠愈合并不稀奇,但非洲刺毛鼠做得更好:它們擁有再生能力。人類受傷的傷口也會愈合,但它們會留下傷疤。刺毛鼠再生的關鍵在于,傷口愈合后不會留下疤痕。痂蓋的下面,構成真皮的主要物質——膠原蛋白與彈性蛋白纖維會重新生成。一般哺乳動物的修復比較簡單,皮膚隨機生成一層致密的纖維,它就是我們的疤痕。但非洲刺毛鼠不同,它們真皮中的新纖維會定向生長,血管和神經末稍也將會再生。不到一個月,它們的皮膚就完好如初。我們傷后愈合的新皮膚不會再長出毛發,因為無法像非洲刺毛鼠的真皮那樣重現毛囊。這樣刺毛鼠原先受傷的區域能夠重新生長出毛發。當你再次看到它們,你絕不會想到它們曾經傷痕累累。
擁有再生能力的哺乳動物十分少見,非洲刺毛鼠的再生能力是否僅僅局限于皮膚。研究小組為了找到答案,他們給實驗室的刺毛鼠打了幾個耳洞。同樣,沒過多久,耳洞愈合了,所有先前消失的組織都獲得了再生:皮膚、毛發、脂肪細胞,甚至還有軟骨!說到復雜多樣的新組織再生,我們不得不提火蠑螈和墨西哥鈍口螈的表現。它們甚至可以完美地再生一條斷肢。在斷肢處將會生成一些特殊的細胞,這些細胞不斷增生,逐漸演變成骨細胞、肌細胞、神經細胞、皮膚細胞,最終成為一條新肢。非洲刺毛鼠是否也擁有可以生成任何組織的相似細胞呢?非洲刺毛鼠耳朵愈合的過程中,確實發生了—些令人驚訝的細胞增生:其毛囊再生的過程,與胚胎發育機制無異。盡管如此,非洲刺毛鼠奇跡般的再生能力,還存有諸多細節有待研究。
謎團仍未解開
放棄自己身體一部分為了求生,在動物世界里這是一種普遍行為。甚至這種行為還有一個專有名詞“自割”。比如,蜥蜴在緊急情況下會舍棄它們的尾巴。而且,許多動物具備再生能力:斑馬魚、水螅、蠑螈等。但哺乳動物物的情況有所不同,除了非洲刺毛鼠,其他物種并不以此見長。當然,人類并非完全沒有修復能力,你能夠有限“再生”。生活中,我們的皮膚很容易被割破,但我們并沒有渾身都是傷疤!顯然,我們沒有金剛那樣的超強恢復能力,身體只能應付既不太大又不太深的傷口,損壞區域周邊的存活組織將會迅速彌合傷口。如果傷得更嚴重一些,你的機體就會為你留下一道傷疤。如果你的皮膚受到了深層大面積破壞,由于傷勢過重,傷口將無法自行愈合,傷口的面積也不會自行縮小。對我們人類來說,憑空修復大面積的皮膚需要的時間太長,因此,我們不得不在外科醫生的幫助下,將健康區域的皮膚植入損壞區域內,甚至有時候,一些傷口永遠無法愈合!
然而,人類的每個器官各不相同,其中有一些的恢復能力很強:人類肝臟被摘除一小塊后,將會對缺損部分進行自我修復,肝臟最終將恢復到原始大小。我們可以利用修復能力較強的器官的細胞來彌補其他器官修復能力的不足。比如,牙齦細胞的恢復能力比普通皮膚細胞更強,因此它們可以幫助傷口修復表皮和真皮。盡管相對于非洲刺毛鼠既快速又不留后遺癥的愈合能力,我們確實存有差距,但一些科學家認為,我們同樣擁有潛在的處于休眠狀態的再生能力。事實上當哺乳動物仍處于胚胎期的時候,它們的傷口完全可以自行愈合,并且不留任何傷疤。目前,科學家不清楚為什么人類出生后這種能力就消失了。
通過詳細研究非洲刺毛鼠的再生機能。我們一定會對自己的潛能了解的更深。研究人員已經找到了蛛絲馬跡,促使非洲刺毛鼠毛囊再生的基因已經被找到。如果,這一線索得到證實,那么將來,只需要在恰當時候開啟或關閉相關基因,我們就能幫助包括人類在內的其他動物再生已被破壞的身體組織。當然我們還需要更多的研究才能證實非洲刺毛鼠是否可助再生醫學一臂之力。