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对蠕虫、斑马鱼和蜥蜴再生能力的研究为改善人类恢复能力提供了思路
一张绿安乐蜥在多刺的仙人掌刺丛中的特写照片。
绿安乐蜥受伤后可以再生尾巴，这一能力可能为人类治疗提供参考。来源：Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty
受伤后，一些扁形虫几乎可以再生体内的每一个细胞，墨西哥钝口螈能重建整个四肢和部分大脑，斑马鱼可以修复断裂的脊髓，绿安乐蜥则能长出新尾巴。
大多数哺乳动物无法实现鱼类、两栖动物、爬行动物和蠕虫所展现的修复壮举，这些动物的能力长期以来吸引着研究人员。如今，得益于基因组学、蛋白质组学和单细胞水平成像技术的进步，科学家正将从这些动物身上学到的知识应用于人类细胞。
“目前有一股巨大的推动力，旨在开发超级自愈物种的潜力，并尝试尽快将这些发现转化为实际应用，”洛杉矶南加州大学的干细胞生物学家阿尔伯特·阿尔马达（Albert Almada）说。
斑马鱼的脊柱
一条脊髓断裂的斑马鱼（Danio rerio）可以在八周内从瘫痪状态恢复到灵活移动。密苏里州圣路易斯华盛顿大学研究组织再生和干细胞生物学的梅萨·莫卡莱德（Mayssa Mokalled）及其同事，在斑马鱼体内发现了一群对这种恢复至关重要的细胞——这些细胞与人类胎儿的星形胶质细胞相似。受伤后，星形胶质细胞会在受损部位周围形成保护屏障，但也可能抑制神经元修复。
莫卡莱德及其团队寻找了参与激活斑马鱼再生细胞的分子。当研究小组将相同的分子引入人类星形胶质细胞时，这些细胞的外观和行为开始更接近斑马鱼的细胞。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，这些细胞似乎能更有效地形成保护屏障，同时受伤后的抑制反应有所减少。“我希望看到这一成果最终转化为疗法，”莫卡莱德说。
蜥蜴的尾巴
但斑马鱼和人类之间的进化距离较远。阿尔马达转而关注绿安乐蜥（Anolis carolinensis）。蜥蜴是与人类亲缘关系最近且能再生整个附肢的动物。人类和蜥蜴共享许多相同的基因。“我们认为这将更易转化为人类生物学应用，因为它们在DNA水平上有很多相同的机制，”阿尔马达说。
在会议上，阿尔马达描述了蜥蜴体内的一群肌肉干细胞如何再生尾巴。他说，这些细胞与在小鼠和人类体内发现的细胞相似，不同的是蜥蜴的细胞可以从头开始制造肌肉组织，而小鼠和人类的细胞则不能。阿尔马达希望弄清楚蜥蜴细胞是如何实现这一壮举的，并最终将其应用于人类的肌肉生长，以治疗退行性肌肉疾病、增强老年人的肌肉力量和治疗伤口。
多毛类蠕虫的身体
维也纳大学的干细胞生物学家弗洛里安·赖布尔（Florian Raible）正在研究另一种超级自愈动物。他的工作重点是海洋多毛类蠕虫（Platynereis dumerilii），这种蠕虫在年轻时具有惊人的再生能力，但在生命后期会因激素变化而丧失这种能力。“它是良好再生和不良再生的模型，”赖布尔说。
多毛类蠕虫的神经系统与脊椎动物的中枢神经系统有相似之处，这使其成为研究人类脊髓损伤的相关模型。
在赖布尔及其团队切断多毛类蠕虫躯干的实验中，他们发现，伤口附近残留的一些细胞会转化为干细胞，并开始重建身体，包括神经细胞。这一过程伴随着蠕虫版“山中因子”（Yamanaka factors）的分子表达——科学家用这些分子将成人人类细胞重编程为类似胚胎的状态。赖布尔说，这可能意味着存在一种自然途径，使人类干细胞可以从成人组织中重新建立。
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