小時(shí)候就知道:壁虎為脫險(xiǎn)會(huì)“壯士斷尾”,日后再長(zhǎng)出一條新尾巴;蚯蚓被切成兩段,有頭的那段還能生出一條完整蚯蚓。
最近,上海又在渦蟲身上研究出超強(qiáng)“再生基因”。這種體長(zhǎng)不足2厘米的水生生物,被細(xì)分為200多段,照樣長(zhǎng)成200多條小渦蟲。事實(shí)上,這個(gè)國(guó)內(nèi)最大渦蟲實(shí)驗(yàn)室里的數(shù)萬(wàn)條渦蟲,都是同一條地中海渦蟲的“分體”。它們可無(wú)限復(fù)制,幾乎是永生的!
科學(xué)家說(shuō),渦蟲80%的基因在人體內(nèi)同樣存在?;蛟S終有一天,對(duì)人類而言,經(jīng)過基因調(diào)控,這種再生能力將不再是 “特異功能”,缺胳膊斷腿可以自我修復(fù),甚至半身殘疾也能重獲新生。
大變活“蟲”
走進(jìn)“中科院上海生科院/上海交大醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所”,渦蟲實(shí)驗(yàn)室整天都在大變活“蟲”。在自然界,渦蟲生活在清澈潔凈的溪流和池塘中;在這里,它們被飼養(yǎng)在保鮮盒內(nèi),配以一定鹽度的純水,喂小牛牛肝。通常,一個(gè)1升容量的保鮮盒可以飼養(yǎng)100至200條渦蟲,而一個(gè)開放面積僅2平方米的飼養(yǎng)架就可以大規(guī)模養(yǎng)殖約200盒渦蟲。作為再生研究最理想的“模式動(dòng)物”之一,小小渦蟲體長(zhǎng)0.5至2厘米之間,從切割成塊到新蟲再生,只需一周左右。此時(shí),這條新渦蟲看起來(lái)嫩一點(diǎn),個(gè)頭較小,體色稍淡,頭尾顯白,但之后它就會(huì)與“原蟲”長(zhǎng)得別無(wú)二致。
實(shí)際上,遺傳學(xué)之父摩爾根在專注于果蠅研究之前,就對(duì)渦蟲進(jìn)行過系統(tǒng)研究。他發(fā)現(xiàn),將渦蟲切割到身體大小的1/279時(shí),渦蟲仍具有再生能力,可以重新再生出一個(gè)完整個(gè)體。在再生研究歷史上,有著各種各樣的模式生物,水螅、海星、蝸牛、蜥蜴、娃娃魚等都具有一定再生能力,而在渦蟲面前,它們只是“小巫見大巫”。
人蟲“同理”
健康所研究員荊清的 “渦蟲小組”研究認(rèn)為,渦蟲再生的最大秘密來(lái)自它體內(nèi)廣泛大量分布的干細(xì)胞。干細(xì)胞也被稱為“萬(wàn)能細(xì)胞”,也存在于人類等動(dòng)物體內(nèi)。它就像樹干,能夠根據(jù)需要變?yōu)槿~、花、果,分化為形形色色的細(xì)胞。只不過,人體內(nèi)的大部分干細(xì)胞分化定型后,數(shù)量便大減,或者說(shuō)“集體沉默”??梢赃@樣說(shuō),胎兒或嬰兒體內(nèi)的干細(xì)胞比例最高、最為活躍,再生能力也最強(qiáng)。長(zhǎng)成之后的成體干細(xì)胞似乎就喪失了這種“本能”,只有如骨髓中的造血干細(xì)胞等部分干細(xì)胞,還能為自體或他人提供不同種類的再生細(xì)胞。
如何“喚醒”人體內(nèi)似乎永遠(yuǎn)沉睡的無(wú)數(shù)干細(xì)胞,荊清研究組對(duì)渦蟲的干細(xì)胞再生機(jī)制開展 “比較研究”。研究表明,干細(xì)胞占渦蟲細(xì)胞總數(shù)的四分之一強(qiáng),一旦渦蟲受到損傷,干細(xì)胞可以復(fù)制增殖,進(jìn)而分化為渦蟲體內(nèi)的40多種其他類型細(xì)胞,再生出功能性的組織、器官乃至整個(gè)蟲體。研究組成員曾安博士介紹,他們已克隆了近千個(gè)渦蟲基因,逐個(gè)研究它們的功能,最終發(fā)現(xiàn)了近50個(gè)基因參與了再生過程,“這些基因幾乎都是與人同源的”。
當(dāng)然,按照科研人員的設(shè)想和預(yù)期,并非將渦蟲的再生基因以“轉(zhuǎn)基因”的方式賦予人體,而是掌握渦蟲對(duì)干細(xì)胞增殖分化的啟動(dòng)程序、調(diào)控機(jī)制等,找到人體內(nèi)相對(duì)應(yīng)的基因,賦予它啟動(dòng)和調(diào)控干細(xì)胞的能力。
如果這種再生能力被人類掌握,人體既可以催生出殘缺的肢體,也能讓老化蛻變的細(xì)胞獲得重生機(jī)會(huì),比如再生胰島細(xì)胞治療糖尿病,又如再生神經(jīng)細(xì)胞治療阿爾茨海默?。?ldquo;老年癡呆癥”)。值得注意的是,外國(guó)科學(xué)家最近還證實(shí),渦蟲重新長(zhǎng)出頭部后居然還保有原來(lái)的記憶。對(duì)人而言,再生或許也可以保留著感情。因此,從理論上講,再生能力不僅可以讓皮膚干細(xì)胞青春永駐、長(zhǎng)生不老,甚至可以讓所有細(xì)胞都持續(xù)新生、永遠(yuǎn)年輕。