淘气的骨细胞
2016-02-23袁越
袁越
人的身体里有两个坚硬的组织,一个是牙齿,一个是骨头。不同的是,一个成年人的牙齿基本上不会再生长了,但骨头却一直保持着旺盛的活力,每隔十几年就会全部更新一次。换句话说,35岁时你的全身骨骼和20岁时是完全不一样的。
骨头的生命力之所以如此旺盛,是因为骨头内含有大量活着的骨细胞,它们的分裂能力保证了脆弱的骨头在折断后能够在相对较短的时间里得到修复。对比一下腱(Tendon),这个区别就更明显了。腱是连接骨骼和肌肉的一种结缔组织,它就像一根可以伸缩的弹簧,缩的时候储存能量,伸的时候再将积蓄的能量释放出来助肌肉一臂之力。这方面的一个经典的例子就是跟腱,通常情况下,小腿越细的人跟腱越长,而肌肉则看上去很少,但这种人的弹跳力往往要好于小腿很粗、肌肉发达的人。
腱之所以有这个特性,是因为它内部含有大量像弹簧一样弯曲的胶原蛋白纤维,活细胞反而被排挤得没了地方,数量相对稀少。这就是为什么看上去很有生命力的腱其实是个半死不活的组织、自我修复能力非常差的原因。武侠小说里之所以有挑断手筋脚筋这个说法,就是因为侠客们知道,光是打断人家腿骨是没用的,过一个月后又是一条好汉。
生命力强当然是好事,但掌握不好火候也会惹出麻烦。医生们早就知道,骨细胞像个淘气的孩子,经常会在本来不属于它的地方突然出现,而且骨细胞也像孩子似的,管得越严就越淘气。换成医学术语就是:如果某个地方常年受压,或者因使用过度而磨损严重,导致发炎,就很容易生出多余的骨组织。如果这多余的部分长在骨头上,就是俗话说的骨刺,问题还不太大。但是如果人体的其他组织内突然生出一小块骨组织,问题就大了。最常见也是最糟糕的一种情况就是腱组织里面突然生出的骨组织,它们会让腱变得非常脆弱,很容易发生折断。这种病目前无药可治,只能通过加强锻炼,增强腱周围肌肉的力量,减少对腱的依赖。
要想找出治疗方法,首先必须弄清骨细胞为什么会在陌生的地方生长。这方面的第一个重大发现早在1965年就做出了,一位美国科学家意外地发现了一种能够刺激骨细胞生长的蛋白质,取名为“骨形态发生蛋白”(Bone Morphogenetic Protein,简称BMP),这种蛋白属于一个更大的信号蛋白家族,它们的功能是指导各种组织在合适的地方生长。可惜的是,因为缺少合适的实验模型,该领域的研究在此后很长一段时间都没有太大的进展。
于是有人想到,也许可以通过研究“进行性肌肉骨化症”(Fibrodysplasia Ossificans Progressiva,以下简称FOP)病人来研究骨组织增生。FOP是一种非常罕见的遗传病,目前全世界仅仅报告了大约700例。病人在未发病时除了大脚趾较短外,几乎没有任何征兆。但是一旦发病,病人身体上的任何部位都有可能长出骨组织来,最终病人会被增生的骨组织“冻”住,完全失去活动能力,以至于很多病人需要提前选择到底以何种姿势度过余生,或坐或躺,一旦定下来就无法改变。这种病最厉害的地方在于,如果医生动手术切掉多余的骨组织,则手术部位因为受到刺激而会加速骨化,反而得不偿失。正因为如此,这仅有的700名病人绝大多数都未经治疗,这就给科学研究带来了很大困难。但是,因为这种病相当于骨组织增生的极端情况,从研究者的角度看属于优质实验材料,所以科学家们还是没有放弃,并通过多年的努力,终于在2006年弄清了此病的成因,并已经找到了一个可以抑制BMP受体活性的蛋白质,取名为Noggin。有人在小白鼠身上做了试验,发现Noggin真的可以减少小白鼠跟腱内的多余骨组织。麻烦在于,Noggin是一个体积很大的蛋白质,很难作为药物使用。于是,又有人筛选出一种小分子化合物,在实验室条件下能够代替Noggin的作用。目前,科学家们正在紧锣密鼓地加紧研究,争取早日研制出一种新药,能够制服淘气的骨细胞。
最后,这个案例很好地说明了一个道理,那就是医学研究领域之所以发展得比其他科学领域(比如计算机)缓慢,最主要的原因就是缺乏实验材料。人不是机器,没法任由科学家们摆布。
(余长生摘自《三联生活周刊》)