人类为何不能再生：干细胞分化能力有限

水螅属的棘水螅寄生在寄居蟹的壳上。

据国外媒体报道，地球上有一些相对简单的生命形式，如水母和珊瑚，虽然看似微不足道，但却有“永生”的能力。在1969年的经典戏剧《星际迷航》中，也有一个人不会死。他出生在古代美索不达米亚，当他遇见柯克船长时，已经活了将近5000年。

最近，《爱尔兰时报》的一篇文章引起了许多网民的关注。本文描述了爱尔兰国立大学格尔夫再生医学研究所对水螅属(学名:棘水螅)一个物种的研究。珊瑚虫是一种粉红色的附着群，由刺、触须和珊瑚虫组成，长约2至3厘米，这使得它很容易寄生在寄居蟹的壳上。珊瑚虫似乎并不特别令人惊讶，但是根据该研究所的科学家尤里·弗兰克的说法，这种生物“理论上是不朽的”。

当然，“永生”的概念是一个意见问题。在此之前，《纽约时报》的一篇文章介绍了日本科学家发现灯塔水母可以永生，这在当时也引起了轰动。相比之下，尤里·弗兰克和其他人关注的是息肉失去身体部分后完全再生的能力。这位爱尔兰科学家在文章中解释道:“这听起来很可怕。如果它的头被咬掉，几天后它就能长出另一个。”

刺刺蛇绝不是地球上唯一拥有这种技能的生物。蚯蚓、海星、龙虾、蜗牛、蝾螈和许多其他生物可以长出替代器官或肢体。一些哺乳动物可以在某种程度上再生器官。例如，两种非洲带刺毛的老鼠可以再生汗腺、皮毛和软骨。这引出了一个长期困扰科学家的问题:如果斑马鱼能长出新尾巴，为什么我们人类在需要的时候不能生出新的胳膊、腿、肾和心脏？

“没有人知道确切的答案，”加州大学欧文分校发展和细胞生物学教授大卫·大卫·加德纳说。"再生是一个基本的生物学特征，就像生殖一样."大卫·加德纳是一个再生研究项目的主要研究员。他解释说，人类实际上有再生的能力。我们的身体在细胞水平上不断得到重建，并且有能力修复损伤和治愈创伤。尽管我们不能再生新的手臂，根据2013年《自然》杂志的一篇文章，儿童有时会在意外截肢后再生指尖。当肝脏受损时，成年人也可以再生一些组织。

加德纳指出:“如果我们没有能力修复自己，那么我们就无法生存，但是如果我们能再生一小块组织，为什么我们不能再生器官呢？”令人沮丧的是，我们在子宫里的时候都有这种能力。人类是从胚胎干细胞逐渐发展而来的。胚胎干细胞具有高多能性，可以分化成各种类型的细胞，从神经元到肌肉细胞、血细胞等。

能够再生四肢和器官的生物体也有干细胞，并且在一生中一直保持着分化的能力。例如，当蝾螈的一条肢体断裂时，其干细胞立即开始工作，形成大量快速生长的未分化细胞，称为再生胚细胞，然后分化形成不同的结构，形成新的肢体。

像许多哺乳动物一样，当我们出生时，这些多能细胞被体细胞，即成体干细胞所取代。成体干细胞分化能力有限，可以修复身体受损部位。例如，骨髓中的成体干细胞可以产生血细胞，皮肤中的成体干细胞可以更新表皮或生长疤痕组织来愈合伤口。

然而，人类不能复制完整的手臂。加德纳说:“人体内一定有什么东西阻止再生过程继续下去。”一些科学家认为这可能是一种进化的权衡。英国曼彻斯特大学的发育生物学家恩里克·阿玛亚说:“如果一只两栖动物的前肢被吃掉，它可以藏几个星期而不吃不喝，然后它就可以重新长出来。”。“然而，对于需要不时进食的新陈代谢很强的动物来说，这是完全不可行的。他们必须尽快愈合伤口。”

其他科学家，如爱尔兰的尤里·弗兰克，认为我们体内抑制癌细胞分化的某些机制也可能抑制细胞团发展成再生器官。然而，这些都可能改变。加德纳推测，人类仍然有再生四肢和器官的潜力，他坚信，有一天，科学家能够找到开启或关闭再生的方法。他还提到了近年来的一些进展，例如，2007年，研究人员发现了如何将分化的细胞变回诱导多能干细胞，这也消除了许多人曾经认为的不可逾越的再生障碍。

加德纳解释说，培育新的人类肢体或器官可能就像给细胞提供不同的基因指令。换句话说，它为细胞分化成不同类型的细胞并形成功能结构提供了新的蓝图。“当你观察再生原基时(在细胞水平)，它们就像肿瘤一样，只是它们停止分化并形成一个臂。”加德纳解释说，差异“在于控制生长和形态的信息”

一些怀疑论者认为，手臂或其他器官的再生可能是一个非常耗时的过程，是不现实的。加德纳不同意这一观点。“火蜥蜴的前肢和人类的手臂很复杂，”他指出。“关键是你需要一个再生的结构。成纤维细胞(一种可以形成组织框架的细胞)已经在蝾螈身上构建了蓝图。我认为经过一段时间后，我们可以拥有和蝾螈一样的再生能力，但要做到这一点，我们仍然需要找到信息网络。”

他补充道:“婴儿的手臂需要多长时间才能长大？这可能需要几个月的时间。当你能再生一只和婴儿相似的手臂时会发生什么——再生的肢体或器官能长多大似乎是有限制的。”然而，在那之后，这个年轻的手臂可能在细胞水平上被编程以迅速成长为一个成年的手臂。加德纳说:“蝾螈首先再生了一个小前肢，但后来它长得比其他部分快得多，所以它能够赶上来。”

目前，我们不确定科学家解码和重新编程人类再生过程需要多长时间，因为没有人知道需要多少步骤。加德纳说:“可能只有两三步，我们可能需要十年。”。"但是如果有更多的步骤，我们可能需要五十年."然而，他相信这一切总有一天会实现。

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