断肢能重生？科学家用药物使青蛙断肢重生！什么原理？人行不行？

断肢重生，是人类梦寐以求的技能。但它那高不可攀的难度，甚至使得人们在科幻作品中，都不敢对其放肆想象。

想必我们早已注意到，在几乎所有的硬核科幻作品中，一旦出现肢体残缺，也只是将残缺的部分换成机械义体而已。相反，这种肢体再生的神奇技能，却常常出现在美国超级英雄电影与中国的玄幻作品中，被划归于神灵鬼怪的超自然领域。但现在，科学家却在非洲爪蛙身上，用药物实现了断肢重生。

上图：不死英雄——死侍的小短腿。

非洲爪蛙是南非的一种水生青蛙，它们可以长达12厘米，头部几乎身体扁平，没有外耳或舌头。体色可由灰绿色变成黑色，以配合环境。另有“白化”品种作为科研对象或宠物售卖。其后脚上有3趾短爪，是用来挖泥与躲避掠食者。由于没有舌头，所以只能利用其前肢搅食水中的小动物。

上图：非洲爪蛙

此外，它们也和人类一样，虽然都拥有自然再生的能力，但却都无法恢复已经失去的手臂或腿这样的大型组织。事实上，我们的身体更倾向于用无定形的疤痕组织覆盖重大伤害，确保能免受失血和感染的影响，并防止进一步生长。

而好消息是，在近日发表在《科学进展》杂志上的一项研究中 ，塔夫茨大学和哈佛大学威斯研究所的科学家让我们离肢体再生的目标更近了一步。

考虑到在自然界，存在许多包括蝾螈、海星、螃蟹和蜥蜴在内的生物，都具有使某些肢体完全再生的能力。甚至在人类的早期发育中，羊膜囊也提供了一个可以促进再生机制的环境。所以科学家假设，制造类似的环境可能会在受伤时影响疤痕的形成，并让身体重新激活早已失去的再生能力。

为了实现这个想法，研究人员尝试制作了一个可穿戴生物反应器，里面封闭有五种不同效用的药物混合物制成丝蛋白凝胶，来模拟羊膜的环境。这个反应器可以通过阻断一些信号（这些信号会引导身体产生疤痕或其他阻断再生的过程），来给断肢伤口处创建一个用于再生的局部小环境。

此外，设备中装载的五种药物，也都与正常动物的发育和组织生长有关。据研究人员透露：这些药物的作用包括抑制并发炎症、抑制断口处愈合，以及促进神经纤维、血管和肌肉的新生长。所以又能进一步诱使伤口从“愈合”变为“再生”。

上图：爪蛙后肢被截肢，并插入可穿戴生物反应器（黄色箭头）中持续24小时。

他们将设备连接到一只青蛙的断腿处。随后在24小时后移除，并观察失去肢体的部位如何随着时间的推移而变化。最终在18个月后，研究人员几乎重塑了一条功能齐全的青蛙腿，包括具有神经、骨骼和血管再生的指状突起。

四肢也对轻微的压力有反应，这意味着它们恢复了触觉，能够再次享受游泳时，水流划过趾尖的快乐。这进而证实了青蛙和其他动物可能都有再生能力，只是这种能力处于休眠之中，一旦满足触发条件便可重新激活。

上图：各对照试验下，断肢的再生过程。

那为什么说是“几乎重塑了一条功能齐全的青蛙腿”呢？因为在青蛙新长出的肢体末端的那几个“脚趾”，并没有长出骨骼。此外新生骨骼也相对脆弱，有时会碎裂。

这意味着在肢体再生过程中，还有一些关键分子信号可能缺失，治疗的许多方面仍然可以优化。并且，一旦科学家能够识别出这些信号，再将它们添加到药物治疗中，就可能会在未来完全逆转肢体丧失的情况。

同时，研究人员也表示，他们的治疗远未准备好应用于人类。但是，发现和理解允许细胞再生的信号，意味着患者可能不必等待科学家真正了解复杂器官构建的所有复杂性，然后才能接受治疗。值得期待的是，接下来研究人员就将要测试这种治疗，该如何应用于哺乳动物了。

上图：蝾螈

延伸阅读——再生领域的王者：蝾螈！

长期以来，蝾螈一直被视为再生领域的王者。它们能够再生四肢、尾巴、脊髓和眼睛，有些种类甚至能够再生晶状体和一半的大脑。这意味，连严重的脑损伤都不能威胁它们。

而且蝾螈的再生速度极快，包括皮肤、骨骼、肌肉组织，甚至神经末梢在内的各种组织损伤，仅需几个月就能恢复，同时也不会产生任何疤痕。

此外，蝾螈个体之间各种器官的交换，所产生的免疫排斥也很弱，连换头都能活。例如1968年，研究人员就曾将一只美西蝾螈的头部移植到另一只美西蝾螈身上，经过一段时间的恢复后，其功能依旧正常。

而最令人惊讶的是，别看它们虽然只有十几厘米，却拥有着庞大而复杂的基因组。其基因长度超过人类10倍，拥有近320亿个碱基对。