人类倾向于认为自己是优越的物种。但我们身体的愈合方式却非常基本:我们(通常)可以很好地修复骨骼,但如果失去肢体或脊髓受损,我们就基本上无能为力了。壁虎在这方面要优越得多。当它们失去尾巴时,它们会重新长出来。这没什么大不了的。现在,研究人员对哪些细胞促成了这种再生过程有了更好的理解。他们认为这些信息可以帮助我们找到人类更好地自我疗愈的方法。
壁虎并非唯一能够再生的动物。斑马鱼可以完全再生失去的心脏部分和脊髓片段,而蝾螈可以替换任何失去的肢体或身体器官。
“对许多科学家来说,这些是再生物种的终极形态,”加拿大圭尔夫大学的发育生物学家马修·维卡里厄斯说。
但豹纹壁虎身上有一些东西吸引了维卡里厄斯。首先,它们的脊髓大部分都位于尾巴里。其次,当这些壁虎遇到捕食者时,它们会毫不费力地自行脱落尾巴,这使得它们非常容易研究。“我们只需轻轻捏一下它们的尾巴,它就会脱落,”他说。许多其他再生物种则不愿意轻易放弃它们的肢体,这使得研究它们的再生能力变得不那么顺利。
此外,一旦失去尾巴,这个物种就能在大约一个月内重新长出。考虑到我们人类需要十多年才能达到成年身高,这速度相当快。
根据之前对其他肢体再生物种的研究,科学家们曾假设一些类型的干细胞必定参与其中。干细胞本质上是一张张空白的纸,可以根据需要发育成各种不同的细胞类型——如皮肤、肌肉或心脏细胞。
维卡里厄斯团队通过实际捏住一群壁虎的尾巴,并在细胞层面观察发生了什么,来研究这种现象。他们发现,一旦尾巴脱落,一类特定的干细胞——称为放射状胶质细胞——就会开始活跃起来。它们会增殖并开始产生响应损伤的各种蛋白质。在一个月的时间里,这个过程就能完全再生出尾巴。维卡里厄斯和他的团队最近在《比较神经病学杂志》上发表了他们的研究成果。
最有趣的是,他们发现,当尾巴脱落时,很快就会形成血块,封闭伤口。如果团队在血块形成时在该区域贴上一块皮肤,尾巴就无法再生。他们说,这表明开放的伤口本身有助于发出需要替换的信号。如果你覆盖了伤口,这些信号就会停止——再生过程也会停止。
当人类脊髓受伤时,我们实际上会在周围形成疤痕组织。疤痕组织是皮肤的一种较低级、更基础的形式。这有助于减轻炎症。但维卡里厄斯说,这可能会阻止我们再生脊髓组织。壁虎不会形成疤痕——它们不像人类那样产生炎症——但它们却能安然无恙。“我们认为,这种没有疤痕的存在是它们能够重新生长的主要原因,”他说。
那么,为什么我们会形成疤痕组织而不是新细胞呢?这是个大问题。负责再生的干细胞——放射状胶质细胞——在人类胎儿发育期间在大脑和脊髓中非常丰富。然而,一旦我们完全发育,大多数这些细胞就会消失。维卡里厄斯认为,这可能是我们无法再生脊髓的主要原因——我们缺乏执行这项任务的细胞。
维卡里厄斯和其他研究人员想要回答的问题是,将这些放射状胶质干细胞重新引入受伤区域是否可以阻止疤痕组织的形成,从而促进再生。这个想法并非遥不可及。一只壁虎通过激活这些干细胞,就能在其10年的寿命中不断地再生尾巴。研究人员的下一个目标是弄清楚壁虎是如何再生身体其他部位的,包括脑细胞,以便他们能更好地理解这些放射状胶质细胞在不同情况下的作用。
虽然可以肯定地说,人类在不久的将来还无法再生肢体,但了解壁虎修复脊柱的诀窍至少可以让我们朝着正确的方向前进。