斷肢再生！研究團隊發現“再生密碼”？

■喬 禹

在許多電影大片中，我們時常能看到主角通過基因改造獲得了斷肢再生的能力。試問誰不想有這種能力呢？

其實，在自然界中許多物種都有這類能力。

2016 年，科學家們發現了一組基因開關，它可使蠑螈等動物再生肢體和身體組織，而這組基因開關可能會揭曉斷肢再生的秘密。蠑螈是一種原始兩棲動物，全世界大約有400 多種，它們可以再生尾巴、腿，甚至脊髓。科學家發現它與另外兩種生物共享一種基因機制，這兩種生物也具有組織再生能力，它們分別是斑馬魚和多鰭魚。

這一發現意味著這3 種生物可能繼承4.2 億年前一種相同祖先的再生能力，人類可能也繼承一些它們的基因，但是這些基因在人體的活躍性非常低。

除去蠑螈、海星和蜥蜴等動物具備讓部分肢體再生的能力，扁蟲在被切成小塊后甚至也能重建成一個完整的有機體。但人類在大面積受傷后更傾向于產生瘢痕組織來覆蓋傷口，而不是重新生長出原本完整的組織。

那么，斷肢再生到底有沒有可能呢？

斷肢再生

最新研究數據顯示，人類肢體缺失的發生率預計將在未來30 年里大幅增加，每年約可影響360 萬人，如糖尿病患者、退伍軍人、創傷幸存者和周圍動脈疾病患者等。盡管發育和再生醫學領域已經取得了非常大的進展，但讓整個復雜器官成功再生這一目標難以實現。目前，臨床醫生仍然缺乏有效的手段來促進組織恢復或逆轉組織損失。

但像人類的肝臟在損失50% 后，卻具有驚人的、幾乎像扁蟲一樣的再生能力，幾乎可以恢復到原來的大小，不過通過自然再生來恢復動物肢體功能的可能性仍然遙不可及。

最近，來自美國塔夫茨大學和哈佛大學的聯合團隊利用一種組合藥物，讓無法再生四肢的成年非洲爪蟾長出了新的腿，人為地創造了一次再生奇跡。這也意味著我們離再生醫學的終極目標又近了一步。

和人類相似，成年非洲爪蟾再生能力有限，無法在失去肢體后自行長出新的。在給爪蟾截肢后，人們用含有藥物凝膠的裝置覆蓋斷肢局部，為傷口提供促進再生的環境。這種處理只進行了24 小時，但已經足以改變原有的愈合方式，讓動物在接下來的18 個月中長出新肢體。新長出的腿雖然仍不完美，但具備運動與感覺功能，也有與健康肢體相似的復雜結構。

這足以證明，聯合團隊所用的“組合藥物”具有奇效。

實驗中的非洲爪蟾長出了新的肢體

“組合藥物”

研究團隊在《科學—進展》的新研究關注了一個非常特別的點，再生動物所處的環境往往是水生環境。這些動物失去肢體后，殘端會聚集大量干細胞，受傷后的24 小時內傷口就會被皮膚組織覆蓋，保護組織重建工作。

生活在陸地上的動物就不一樣了，它們的傷口往往會暴露在空氣中，甚至是與地面接觸，這意味著瘢痕組織涌入后愈合工作會難以開展。于是研究者想到了，人為地為斷肢區域創造一個液體環境。

他們將這一新工具稱作BioDome，Dome 在英文中是穹頂的意思，而這個類似穹頂的硅膠帽能剛好扣在非洲爪蟾的斷肢傷口處。帽子里面裝有混合著5 種小分子藥物的絲蛋白凝膠，這些藥物（BDNF、GH、1，4-DPCA、RD5 和RA）已經在過往的研究中被證明對組織再生有很大作用，可以抑制炎癥產生，抑制導致疤痕形成的膠原蛋白，促進神經纖維、血管以及肌肉的新生。

有了一個持續不斷刺激的微環境，爪蟾傷口處便能接收再生的信號，而不是形成一些軟骨尖端。BioDome 裝置需要在截肢手術后佩戴24 小時，之后便可以移除。對照組一共有兩組，一組是沒有戴上硅膠蓋，另一組則沒有添加5 種小分子藥物。

從長期觀察來看，使用了完整BioDome 的爪蟾斷肢組織生長速度明顯要更快，當然，這個生長周期是以月來計算的，實驗組在第9 個月的時候，就已經能明顯看到爪蟾肢體的完整樣貌了，而兩個對照組基本都只會形成軟骨尖端。

在更長的時間維度中，爪蟾的肢體會逐漸發育得更完整，大約18 個月的時候，肢體外觀已經與正常爪蟾非常相似。再生新肢體不僅具有天然肢體應有的骨骼結構，并且其中包括神經在內的組織也非常完整，唯一一點遺憾的是末端的腳趾沒有生長出骨骼。

這種全新再生的肢體具備完全的功能，可以自主移動并對外界刺激作出反應，研究者用纖維觸碰時，爪蟾會收縮新肢體。更神奇的是，它們可以利用新肢體在水中游泳，動作和普通爪蟾一致。

BioDome 帶來的這種方法不僅讓我們看到了一次再生奇跡，更重要的是，它僅僅只需要一次處理，便能讓肢體在數個月內自行生長。

研究人員也表示，他們的治療遠未準備好應用于人類。但是，發現和理解允許細胞再生的信號，意味著患者可能不必等待科學家真正了解復雜器官構建的所有復雜性，然后才能接受治療。值得期待的是，接下來研究人員將要測試這種治療方法該如何應用于哺乳動物了。

如果該項研究能夠使人類真正完成斷肢重生，那么絕對是對人類再生醫學作出的突出貢獻，更是對人類社會作出了突出貢獻。我們期待著那一天的到來。