断肢再生！研究团队发现“再生密码”？

■乔 禹

在许多电影大片中，我们时常能看到主角通过基因改造获得了断肢再生的能力。试问谁不想有这种能力呢？

其实，在自然界中许多物种都有这类能力。

2016 年，科学家们发现了一组基因开关，它可使蝾螈等动物再生肢体和身体组织，而这组基因开关可能会揭晓断肢再生的秘密。蝾螈是一种原始两栖动物，全世界大约有400 多种，它们可以再生尾巴、腿，甚至脊髓。科学家发现它与另外两种生物共享一种基因机制，这两种生物也具有组织再生能力，它们分别是斑马鱼和多鳍鱼。

这一发现意味着这3 种生物可能继承4.2 亿年前一种相同祖先的再生能力，人类可能也继承一些它们的基因，但是这些基因在人体的活跃性非常低。

除去蝾螈、海星和蜥蜴等动物具备让部分肢体再生的能力，扁虫在被切成小块后甚至也能重建成一个完整的有机体。但人类在大面积受伤后更倾向于产生瘢痕组织来覆盖伤口，而不是重新生长出原本完整的组织。

那么，断肢再生到底有没有可能呢？

断肢再生

最新研究数据显示，人类肢体缺失的发生率预计将在未来30 年里大幅增加，每年约可影响360 万人，如糖尿病患者、退伍军人、创伤幸存者和周围动脉疾病患者等。尽管发育和再生医学领域已经取得了非常大的进展，但让整个复杂器官成功再生这一目标难以实现。目前，临床医生仍然缺乏有效的手段来促进组织恢复或逆转组织损失。

但像人类的肝脏在损失50% 后，却具有惊人的、几乎像扁虫一样的再生能力，几乎可以恢复到原来的大小，不过通过自然再生来恢复动物肢体功能的可能性仍然遥不可及。

最近，来自美国塔夫茨大学和哈佛大学的联合团队利用一种组合药物，让无法再生四肢的成年非洲爪蟾长出了新的腿，人为地创造了一次再生奇迹。这也意味着我们离再生医学的终极目标又近了一步。

和人类相似，成年非洲爪蟾再生能力有限，无法在失去肢体后自行长出新的。在给爪蟾截肢后，人们用含有药物凝胶的装置覆盖断肢局部，为伤口提供促进再生的环境。这种处理只进行了24 小时，但已经足以改变原有的愈合方式，让动物在接下来的18 个月中长出新肢体。新长出的腿虽然仍不完美，但具备运动与感觉功能，也有与健康肢体相似的复杂结构。

这足以证明，联合团队所用的“组合药物”具有奇效。

实验中的非洲爪蟾长出了新的肢体

“组合药物”

研究团队在《科学—进展》的新研究关注了一个非常特别的点，再生动物所处的环境往往是水生环境。这些动物失去肢体后，残端会聚集大量干细胞，受伤后的24 小时内伤口就会被皮肤组织覆盖，保护组织重建工作。

生活在陆地上的动物就不一样了，它们的伤口往往会暴露在空气中，甚至是与地面接触，这意味着瘢痕组织涌入后愈合工作会难以开展。于是研究者想到了，人为地为断肢区域创造一个液体环境。

他们将这一新工具称作BioDome，Dome 在英文中是穹顶的意思，而这个类似穹顶的硅胶帽能刚好扣在非洲爪蟾的断肢伤口处。帽子里面装有混合着5 种小分子药物的丝蛋白凝胶，这些药物（BDNF、GH、1，4-DPCA、RD5 和RA）已经在过往的研究中被证明对组织再生有很大作用，可以抑制炎症产生，抑制导致疤痕形成的胶原蛋白，促进神经纤维、血管以及肌肉的新生。

有了一个持续不断刺激的微环境，爪蟾伤口处便能接收再生的信号，而不是形成一些软骨尖端。BioDome 装置需要在截肢手术后佩戴24 小时，之后便可以移除。对照组一共有两组，一组是没有戴上硅胶盖，另一组则没有添加5 种小分子药物。

从长期观察来看，使用了完整BioDome 的爪蟾断肢组织生长速度明显要更快，当然，这个生长周期是以月来计算的，实验组在第9 个月的时候，就已经能明显看到爪蟾肢体的完整样貌了，而两个对照组基本都只会形成软骨尖端。

在更长的时间维度中，爪蟾的肢体会逐渐发育得更完整，大约18 个月的时候，肢体外观已经与正常爪蟾非常相似。再生新肢体不仅具有天然肢体应有的骨骼结构，并且其中包括神经在内的组织也非常完整，唯一一点遗憾的是末端的脚趾没有生长出骨骼。

这种全新再生的肢体具备完全的功能，可以自主移动并对外界刺激作出反应，研究者用纤维触碰时，爪蟾会收缩新肢体。更神奇的是，它们可以利用新肢体在水中游泳，动作和普通爪蟾一致。

BioDome 带来的这种方法不仅让我们看到了一次再生奇迹，更重要的是，它仅仅只需要一次处理，便能让肢体在数个月内自行生长。

研究人员也表示，他们的治疗远未准备好应用于人类。但是，发现和理解允许细胞再生的信号，意味着患者可能不必等待科学家真正了解复杂器官构建的所有复杂性，然后才能接受治疗。值得期待的是，接下来研究人员将要测试这种治疗方法该如何应用于哺乳动物了。

如果该项研究能够使人类真正完成断肢重生，那么绝对是对人类再生医学作出的突出贡献，更是对人类社会作出了突出贡献。我们期待着那一天的到来。