
最近,在美国的哈佛大学中完成了一个重大的创举,哈佛大学的专家让青蛙的断肢重生。这项研究成果刊登在最新一期的《ScienceAdvances》,他们不仅实现了青蛙的断肢重生,重生的肢体和原有的肢体链接也更加完美,有血有肉,而且还存在丰富的神经组织,新生的肢体肌肉可以对外界的刺激产生反应,发生踢腿反射等。
在这项研究中,哈佛大学的专家们为青蛙刚断掉的肢体制造了一个硅胶制的生物反应器,这个反应器的作用是保湿、抗炎等,还添加了组织瘢痕形成的物质,以及促进神经纤维、血管和肌肉这三种组织的生长(BDNF、1,4-DPCA、RD5、GH和RA)。通过记录青蛙断肢的生长情况来验证这种手段,而且还给青蛙拍片,查看内部骨骼的生长情况。实验完整地记录了下来青蛙断肢的生长情况。
实验还创建了对照组,以肢体离断24小时为基础,选择这个时间是因为这个时候的断肢会产生一些生物物质,有助于促进创口和肢体的修复,然后对照组不用上述的药物,实验组添加上述物质。结果也证实了哈佛大学专家设计的这个实验的有效性,对照组的青蛙断肢没有长出来,而实验组则长了出来。通过拍片,可以看到青蛙的断肢还有一些缺陷,比如骨头的残端出现了弥漫性骨骼,是组织骨化控制出错导致的。
青蛙虽然较为原始,但是原本没有断肢重生的能力,而这个实验却证实了有效性。接下来,该团队将进一步探索药物和生长因子的组合,让青蛙再生肢体的形状和功能更加完整,比如具有更像的蹼、脚趾、更详细的骨骼和肌肉特征,还将更进一步利用哺乳动物来研究这种技术,如果可以实现,意义深远。意味着断肢后,可以直接在创面上培育新的肢体。

不过哺乳动物相对更加“高级”。其实高级原始这样的说法是以往阶梯进化观遗留的观点,生物没有高级低级之分,只不过相对而言,人类这样的生物是进几十万年才出现的,而壁虎等物种存在的年代更久。所以在演化分化上,人类从地球40多亿年前最初的生命开始一路进化到现在,细胞的分化程度更高,在人体中有一两百种大约50万亿左右的细胞种类。

人类更“高级”,分化程度高就更考验细胞的再生能力。不过相反地,人体中有些细胞会癌变,而癌变就是分化程度降低,分化程度越低变异的几率又越高,最终变成恶性增殖、逃离人体免疫监视的肿瘤组织。在人类的生活中,还是会有很多先天的或者后天的因素导致残疾,残疾极大地影响人的生存质量。而目前一般也就是通过外部设施来提升生活质量,还不具备彻底改变残疾的手段。

在自然界有不少神奇的物种,它们可以断肢重生,比如壁虎的尾巴和腿脚都可以再生,甚至海蛞蝓在只剩头之后可以再生出一个完整的肢体。原因在于这些动物比较“原始”,它们的细胞分户程度相对更低,因此具有更强大的再生能力,体细胞可以在肢体断了之后重启全能性,再生出完整的肢体。人类没有这样的能力,但是因为先天或者后天的因素,很多人又需要这样的技术。

目前也有干细胞的研究,不过干细胞的研究出现过一些丑闻,比如美国著名的新藏学家就有学术造假的问题。干细胞研究就是利用人体内原本就存在的干细胞,或者诱导体细胞的全能性,使细胞可以定向地分化为某种组织或者细胞甚至器官,这样的话就采集于患者体内的细胞就可以再生一个和自己基因完美匹配的生物组织或者器官,可以替换人体原有的器官。
无论是直接的干细胞研究,还是断肢重生这样的技术,都离不开队细胞全能性的研究。近些年利用细胞的全能性人类研究了很多东西,克隆已经是老话重提了,培养心脏瓣膜啥的也是科学家们在研究的。任何一种方法成功,对人类来说都是极好的消息。