小時候就知道:壁虎為脫險會“壯士斷尾”,日后再長出一條新尾巴;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“再生基因”。這種體長不足2厘米的水生生物,被細分為200多段,照樣長成200多條小渦蟲。事實上,這個國內最大渦蟲實驗室里的數萬條渦蟲,都是同一條地中海渦蟲的“分體”。它們可無限復制,幾乎是永生的!
科學家說,渦蟲80%的基因在人體內同樣存在。或許終有一天,對人類而言,經過基因調控,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,甚至半身殘疾也能重獲新生。
大變活“蟲”
走進“中科院上海生科院/上海交大醫學院健康科學研究所”,渦蟲實驗室整天都在大變活“蟲”。在自然界,渦蟲生活在清澈潔凈的溪流和池塘中;在這里,它們被飼養在保鮮盒內,配以一定鹽度的純水,喂小牛牛肝。通常,一個1升容量的保鮮盒可以飼養100至200條渦蟲,而一個開放面積僅2平方米的飼養架就可以大規模養殖約200盒渦蟲。作為再生研究最理想的“模式動物”之一,小小渦蟲體長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,這條新渦蟲看起來嫩一點,個頭較小,體色稍淡,頭尾顯白,但之后它就會與“原蟲”長得別無二致。
實際上,遺傳學之父摩爾根在專注于果蠅研究之前,就對渦蟲進行過系統研究。他發現,將渦蟲切割到身體大小的1/279時,渦蟲仍具有再生能力,可以重新再生出一個完整個體。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”研究認為,渦蟲再生的最大秘密來自它體內廣泛大量分布的干細胞。干細胞也被稱為“萬能細胞”,也存在于人類等動物體內。它就像樹干,能夠根據需要變為葉、花、果,分化為形形色色的細胞。只不過,人體內的大部分干細胞分化定型后,數量便大減,或者說“集體沉默”。可以這樣說,胎兒或嬰兒體內的干細胞比例最高、最為活躍,再生能力也最強。長成之后的成體干細胞似乎就喪失了這種“本能”,只有如骨髓中的造血干細胞等部分干細胞,還能為自體或他人提供不同種類的再生細胞。
如何“喚醒”人體內似乎永遠沉睡的無數干細胞,荊清研究組對渦蟲的干細胞再生機制開展 “比較研究”。研究表明,干細胞占渦蟲細胞總數的四分之一強,一旦渦蟲受到損傷,干細胞可以復制增殖,進而分化為渦蟲體內的40多種其他類型細胞,再生出功能性的組織、器官乃至整個蟲體。研究組成員曾安博士介紹,他們已克隆了近千個渦蟲基因,逐個研究它們的功能,最終發現了近50個基因參與了再生過程,“這些基因幾乎都是與人同源的”。
當然,按照科研人員的設想和預期,并非將渦蟲的再生基因以“轉基因”的方式賦予人體,而是掌握渦蟲對干細胞增殖分化的啟動程序、調控機制等,找到人體內相對應的基因,賦予它啟動和調控干細胞的能力。
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胞獲得重生機會,比如再生胰島細胞治療糖尿病,又如再生神經細胞治療阿爾茨海默病(“老年癡呆癥”)。值得注意的是,外國科學家最近還證實,渦蟲重新長出頭部后居然還保有原來的記憶。對人而言,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胞青春永駐、長生不老,甚至可以讓所有細胞都持續新生、永遠年輕。