动物“非常再生”激发了人类医学的灵感

受伤后，一些涡虫几乎可以再生体内的所有细胞，墨西哥钝口蜥蜴可以重建整个四肢和部分大脑，斑马鱼可以修复断裂的脊髓，绿色安乐蜥蜴可以重新长出尾巴。

研究人员长期痴迷于鱼类、两栖动物、脊柱动物和蠕虫的再生能力，但大多数哺乳动物没有这种能力。如今，由于基因组学、蛋白质组学和单细胞显像技术的发展，科学家们可以将这些动物获得的知识应用到人类细胞研究中。

“目前，学术界正在大力探索具有超强再生能力的物种，并试图尽快将研究表明转化为应用。”美国南加州大学的Albert Almada说。

近日，在香港举行的国际干细胞研究会议上，多个研究团队展示了最新成果。

脊髓破裂的斑马鱼可以在8周内从瘫痪恢复到灵活的游动。华盛顿大学圣路易斯分校的玛丽莎 Mokalled和团队发现斑马鱼中的一种细胞对这种恢复尤为重要，类似于人类胎儿的星形胶质细胞。受伤后，星形胶质细胞会在受伤位置周围形成保护屏障，但也可能抑制神经元的修复。

Mokalled团队在斑马鱼中寻找诱导再生细胞激活的相关分子。当他们将相同的分子引入人类星形胶质细胞时，这些细胞的形态和行为逐渐接近斑马鱼细胞。在初步研究中，研究人员将转化后的人类细胞移植到小鼠体内，发现这些细胞更有效地构成了保护屏障，损伤后的抑制反应减弱。“我希望这项研究最终能转化为疗法。”Mokalled说。

然而，斑马鱼与人类的进化谱系相去甚远，艾玛达关注绿色安乐蜥蜴。这种蜥蜴是一种现存的动物，与人类有着密切的关系，可以在不久的将来再生完整的附肢。人类和蜥蜴共享许多相同的基因。“我们认为这种模型更适合人类生物学，因为它在DNA中有许多相同的机制。”艾玛达解释说。

在会议上，艾玛达解释了蜥蜴的一群肌肉干细胞是如何实现尾巴再生的。他指出，这些细胞类似于小鼠和人类的肌肉干细胞，但蜥蜴的细胞可以从零开始产生肌肉组织，而小鼠和人类的类似细胞无法做到这一点。艾玛达希望了解蜥蜴细胞的能力机制，并最终将其应用于人类肌肉生长，以治疗肌肉萎缩，增强老年人的肌肉功能，促进伤口愈合。

奥地利维也纳大学的Florian Raible正在研究另一种“非常再生”的动物——多毛海洋蠕虫。这种蠕虫在童年时有惊人的再生能力，但随着激素的变化，它在成年后会逐渐丧失。“这是研究再生能力的理想模型。”Raible说。

蠕虫的神经系统与脊柱动物的中枢系统相似，使其成为研究人类颈髓损伤的相关模型。

在切断蠕虫躯干的实验中，丽贝尔团队发现，伤口周围的一些残留细胞会转化为干细胞，并开始重建包括神经细胞在内的身体。这一过程伴随着蠕虫中“山因素”同源分子的表达，科学家们普遍将成人细胞重新编程为胚胎状态。丽贝尔认为，这意味着人体可能有一种从成人组织中重建干细胞的自然方式。