蝾螈的绝技

汽车车门被撞坏了怎么办？先试试能不能修，修不好就换一个。胳膊骨折了怎么办？先试试能不能接骨，接不上的话就只有截肢了。

现代医学进展神速，但为什么器官再生领域多年来一直没有进步呢？甚至连从事这方面研究的科学家都很少？原因很简单：大自然里几乎找不出一种高等动物有这本事。

医学领域的研究者非常重视先例。任何一种治疗方法，假如自然界没有类似的先例，那么科学家们就不会轻易去尝试。就拿器官再生来说，如果没有先例，一来研究者无从下手，二来也许器官再生违反了生物界的某个基本规律，最终会被证明是不可能的。

必须说明的是，很多高等生物具有很低级的器官再生能力。比如，人的手指尖端被截去一小段，如果处理得当，是能够再生出一个新指尖的。但如果伤到了第一指关节，那就没办法了。还有很多生物在幼年时期具有一定的器官再生能力。比如蝌蚪的四肢如果被截断的话是能够再生的，但变成青蛙后就不行了。越是高等动物，器官再生能力退化得就越早。哺乳动物只在胚胎时期具有微弱的再生能力，过了胚胎期，细胞分化完成后，这种能力就消失了。

世界上只有一种脊椎动物成年后依然保持着相当强的器官再生能力，这就是墨西哥蝾螈（Axolotl）。这种小动物只生活在墨西哥首都墨西哥城附近的一条河流里，体长15厘米左右，模样滑稽，当地人叫它“水怪”。成年墨西哥蝾螈的四肢、尾巴、眼睛、下巴、内脏……甚至一部分大脑都可以再生！更为奇特的是，墨西哥蝾螈的器官再生能力似乎是无限的，新生器官如果再次受伤，仍然可以再生一个新的出来，就像人的头发一样。

墨西哥蝾螈给了器官再生研究者极大的信心，他们梦寐以求的“先例”终于被找到了。初步研究表明，当墨西哥蝾螈受伤后，缺损部位的血管立即闭合，表皮细胞迅速聚集在伤口处，形成一层被称为“胚芽”（Blastema）的新鲜组织。科学家们曾经认为，“胚芽”是由体细胞“去分化”后形成的多功能干细胞组成的，这些多功能干细胞就像胚胎干细胞一样，可以进一步分化成其他类型的细胞，形成各种组织，并按照基因携带的指令，慢慢长出一个个新的器官。也就是说，整个再生过程就相当于重复了一遍胚胎发育的步骤，无须专门编写特殊的程序。

如果人类试图模仿墨西哥蝾螈，首先必须想办法让伤口处的细胞“去分化”，也就是让已经分化的体细胞倒着发育，重新变成多功能干细胞。这个过程早在2006年即被日本科学家山中伸弥证明是可行的，他找到了四种“转录因子”，能够在实验室条件下把成年体细胞重新变成多功能干细胞。但是这个诱导过程十分复杂，很难控制，转化效率也不高，距离人体实验为时尚早。

2009年7月初，事情出现了转机。德国马克斯·普朗克分子细胞遗传学研究所研究员艾莉·田中（Elly Tanaka）博士和她领导的一个研究小组在国际著名科学杂志《自然》上发表了一篇论文，证明墨西哥蝾螈“胚芽”内的细胞并不是多功能干细胞，而是只具有部分功能的“限制性”干细胞。也就是说，墨西哥蝾螈伤口细胞的“去分化”过程进行得并不彻底，没有完全回到胚胎时的初始状态，而是分别“记住”了各自的身份，并在器官再生过程中严格地做了分工，肌肉细胞只会变成肌肉，真皮细胞只会变成真皮，等等。

這个秘密说起来只有一句话，但研究起来格外困难。蝾螈伤口处的“胚芽”细胞看起来都一样，很难区分，因此也就没法跟踪它们的去向。多亏田中博士发现了一种变异的墨西哥蝾螈，其体细胞失去了色素，通体透明。接着，研究人员把一种荧光蛋白基因导入蝾螈胚胎细胞，凡是接受了这种基因的细胞全部呈现出鲜明的绿色。最后，他们把这种经过改装的胚胎细胞植入蝾螈胚胎，培育出一组新的动物，有的肌肉细胞全部是绿色，有的造骨细胞全部是绿色，等等。这就相当于找到了一种染色法，把活动物的不同组织进行了染色。

之后的研究就好办多了。科学家们把这些动物进行截肢，观察新生成的四肢的颜色分布情况，终于纠正了以前的错误认识。

这种发现意义重大。它第一次证明，人类要想模拟墨西哥蝾螈的再生功能，不必非得把伤口处的细胞全部变成多功能干细胞，而是只需后退半步，让它们回到各自的初始状态，即“单功能干细胞”即可。

再生医学界对这项发现评价很高。长期研究墨西哥蝾螈的美国图兰大学（Tulane University）科学家肯·穆尼奥卡（Ken Muneoka）认为，这项发现说明人类也许只需10～20年就可以实现器官再生的理想了。穆尼奥卡和他领导的研究小组刚刚从美国国防部接受了一笔高达625万美元的研究经费，正在埋头苦干，力争尽早实现人类医学领域最大的奇迹。

如果人类有朝一日真的能够实现这一理想，最大的功臣就是墨西哥蝾螈。但是，由于环境污染等，这种小动物在野外的数量估计只剩下不到400只了。按照墨西哥原住民阿兹特克人（Aztec）的说法，墨西哥蝾螈是阿兹特克神的化身，如果它们灭绝了，那么人类也就会随之灭绝。

这个传说还真有点道理。这个例子清楚地表明，生物多样性对人类的健康发展是多么重要，保护环境就是保护人类的未来。

作者：袁越