蚯蚓

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奇思录丨切成279段还能再生这种动物的 [复制链接]

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所有动物都具有再生能力。

进化史上很早就分支的动物谱系中,海绵、水螅以及栉水母等动物,就能够从身体的一部分再生出完整个体。

很多人认为,蚯蚓也擅长再生。

的确,蚯蚓是环节动物,而再生正是环节动物最显著的特征之一。这种神奇的能力与环节动物的身体结构有着很大的关系。蚯蚓被切断的当天,部分断面就开始愈合,形成芽基。接着细胞大量分裂增加,这便是蚯蚓能再生的证明。

但并不是所有的蚯蚓都能再生,蚯蚓再生能力与切断后剩下身体的长度有关,再生速度也有很大差别。

当剩余身体长度≥蚯蚓原体长1/2时,被切断的蚯蚓能在30天内再生并恢复到原体长;

但当剩余体段长度蚯蚓原体长的1/2时,被切断的蚯蚓只能是部分再生,通常难以再生恢复到原体长。

例如人们钓鱼时用做鱼饵的陆正蚓,将它们切成两段,就不可能变成两只蚯蚓。

与切成两段就未必能存活再生的蚯蚓相比,有一类动物能在被切割到本体1/的时候,还能再生!

刀锋下的永生之王

在自然界里,越原始的生物,再生能力就越强。

涡虫(planarian)有着5亿2千万年历史的古老物种,是目前所知再生能力最强的生物。

涡虫的再生能力,强大到无论是横切、纵切还是斜切,又或是切掉肌肉、皮肤、肠道生殖系统乃至“大脑”,把涡虫切成一个小学班级人数的数量,这些涡虫的体段会在一周左右的时间内重新长成若干条涡虫为你组成一个涡虫班级。

《实验生物学》杂志刊载了一项塔夫斯大学研究人员的研究,发现涡虫不仅能再生一个头,这个新头还拥有以前的记忆。

研究人员首先将这些斩首前的蠕虫放在一个培养皿中训练它们寻找食物。当它们的头重新长出来时,依然能记住以前学过的技能。

这说明,涡虫重生后的头与被砍掉的头有同样的记忆!

英国诺丁汉大学生物学院的英国研究委员会成员阿齐兹·亚布巴克博士带领团队对涡虫身体部位(包括头部和大脑)的再生能力进行了研究。

研究显示,一种源于它们体内被称为“Neoblasts”的成体多能干细胞群,显然是导致涡虫的头部和大脑适当再生的基本要素。

这种干细胞弥漫性地分布在涡虫的整个身体中,占涡虫细胞数量的25%~30%。

干细胞在涡虫体内可以发生迁移、增殖和分化,对虫体组织器官损伤的修复或替代具有重要作用。

只要存在这种干细胞,涡虫就能真正的无限重生。

机体再生的终极秘密

相对于涡虫的“超强再生”,站在食物链顶端的人类显然就没有那么幸运了。

希腊传说中,普罗米修斯因为盗取火种而遭受诅咒——被秃鹫每日叼食肝脏,而到晚上他的肝又恢复原样,第二日再被周而复始地叼食。

而巧合的是在人体的所有器官中,肝脏的再生能力就是最为强大的。

人类在肝脏被切去一部分或受损后,肝细胞会迅速增殖以补充丢失、受损的肝组织。在短时间内,受损的肝脏可恢复到原有体积。

但是这种修复能力是有限的,人类仅可以耐受损失70%的肝脏。如果切除的部分越大,恢复的能力也就会越差。

人类在诞生的最初,身体内也存在着各种干细胞。

但随着胚胎的发育,以及分化的越来越复杂,细胞的全能型也在一步步地丢失,走向功能化。

也就是说,进化至今,人类成体基本已经彻底失去了“残体再生”的这项能力。

著名微生物学家、《观点》杂志科学专栏作家迪迪埃·拉乌尔对此表示:“最好的模式生物恰恰就在大自然中,涡虫的发现毫无疑问是非常关键的。想要实现人体组织和细胞的再生,防止衰老,了解再生的机理(干细胞)是最可靠的途径之一,实现长生不老,也许不再是梦。”

在实验的基础上,科学家们研究发现了最接近生命本质的“干细胞再生”。

干细胞是一种可以无限复制、自我更新和多向分化的多潜能细胞,在医学界被誉为“万用细胞”,是人类开启“再生”之门的关键。

干细胞之于再生,就如同大爆炸之于宇宙。

周所周知,人始于受精卵——一个胚胎干细胞。随着这个胚胎干细胞不断增殖与分化,形成了人体形态结构和功能。

然而,干细胞的魅力远不止于此。它们还扮演着可以取代受损细胞的可再生的细胞源泉。

当人体器官与组织受到损伤时,干细胞能够分化成人体内的肝细胞、肾细胞、肺细胞、心脏细胞等体细胞;胚胎干细胞甚至可以分化形成神经元、免疫细胞和心脏细胞。

只要身体需要,干细胞们就可按照发育途径通过分裂而产生分化的成熟体细胞,并迅速完成自我修复再生的过程,甚至通过组织工程手段构建相应的人体器官,实现器官组织的“再生”。

但是,胚胎干细胞虽能分化成为人体所有的细胞种类,在再生医学领域拥有无比广阔的前景。但胚胎干细胞的应用存在太多伦理道德、法律层面上的争议,应用受限。

并且,随着年龄的增加,人身体内干细胞的数量会急剧减少,干细胞自身的复制、分化能力也会衰减。

若是将干细胞比作工人,那么人体就是工厂。劳动力质量退化、枯竭,势必带来工厂运转不畅甚至倒闭,人体同样如此。

如果能够及时补充干细胞,是不是就能逆转生命,实现再生?

大自然的新造物主iPS细胞

年,日本京都大学山中伸弥教授成功的利用取自小鼠皮肤的成熟体细胞逆向诱导出了具有万能分化性的细胞,人造胚胎干细胞出现了,这就是诱导多能干细胞(iPS细胞)。

iPS细胞的出现意味着我们可以用一个人的皮肤细胞、血细胞或者其他细胞进行重新编码,将它们转化为iPS细胞,进而分化为干细胞、神经细胞或是其他任何需要再生的细胞。这种个性化的疾病治疗方法不仅可以规避免疫排斥的风险,还能避免使用胚胎干细胞带来的伦理方面的争议。

iPS细胞蕴藏的潜力显而易见,通过将干细胞进行体外培养、定向诱导,培植出全新的细胞、组织或器官,成为移植器官的新来源,替换受损的组织或器官,使身体找回已丧失功能。

作为世界生命科学中最前沿、最尖端的技术之一的iPS技术,给人类带来了一个崭新的时代——再生、长寿的概念都将被改写。

未来的某一天,人们会突然发现,人体的所有器官完全可以按需要进行个性化生产。神经、骨骼、大脑、四肢、五脏、六腑、七窍一旦受损就可随时更换,哪怕患上肾衰竭、癌症、帕金森氏症等不治之症,干细胞技术也能还你健康。

“除了莲藕

我们还能用iPS细胞重塑肉身”

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