日美四肢再生突破？发现4个关键基因，或奠定人类肢体再生基础！

你能想象失去的四肢还能长回来吗？这个美好的愿望有可能会成为现实了，日美科学家已经发现了与四肢再生有关的4个基因，并且正在进行实验，准备让一亿多年前，一不小心就把四肢都进化没了的蛇，重新长出新的肢芽，为人类再生四肢奠定基础。

这个发现来自日本九州大学研究生院，和美国哈佛大学医学院的科学家团队，他们发现了一种新方法，可以把皮肤和结缔组织中最常见的细胞——成纤维细胞，转为与肢体祖细胞相似的细胞。

这是关键性的一步，因为肢体祖细胞是在胚胎的肢芽中发育的重要细胞类型，直接参与了四肢的形成过程，我们的骨骼、肌肉、软骨和肌腱，都是由它分化而来，长大后它们就停止分裂，道理很简单，要是一直分裂下去，要么你的手不断长长，要么变成癌细胞，恐怕没有任何人会喜欢吧。

但这也带来了巨大的遗憾，很多人因为不幸的原因，可能会失去四肢的一部分，但由于祖细胞早已停止分裂，它们却再也长不回来了，全世界有6000万人因此而生活在痛苦、不便和歧视的眼光中。从古到今，人们就梦想着失去的四肢能长回来，科学家们也进行了大量研究，令人难以置信的是，到21世纪的今天，我们竟然都还没能做到蜥蜴们早就能做到的事，这让人类的脸往哪儿搁啊！

其中的难点之一就是如何获取肢体祖细胞，此前有两种办法，一种是直接从人类胚胎中提取，但这有很大的伦理问题。另一种是把成体细胞，比如成纤维细胞重新编程进入类似胚胎的状态，形成诱导多能干细胞，然后通过进一步的诱导和特定的培养条件，分化成特定的组织类型。

日美科学家通过研究，发现了18个在早期肢芽中比其他组织更高表达的基因，之后他们在小鼠胚胎的成纤维细胞中引入了这18个基因，结果发现这些细胞真的获得了与肢体祖细胞类似的属性和基因表达。但不可能这18个基因都参与了肢体祖细胞的表达吧？

通过进一步的实验，科学家们确定了三个蛋白质，包括Prdm16、Zbtb16和Lin28a对于将小鼠成纤维细胞重新编程成肢体祖细胞至关重要，另外还有一个蛋白质Lin41可以让肢体祖细胞更快生长和繁殖，并且它们不管是在体内发育或是体外培育，都有发展成肢体组织的潜力，而且在移植到鸡胚的肢芽中也发挥了作用。

你是不是欢欣鼓舞了？既然通过这种低成本的简单方式，就可以绕过诱导多能干细胞，获得肢体祖细胞，科学家们是不是可以甩开臂膀，大干快上，早日攻克四肢再生这一千古难题了呢？没错，科学家们已经准备在蛇和人类的细胞中进行实验了。想想看，如果让一亿多年前就已经失去四肢的蛇都能长出来，四肢再生还能有什么困难呢？

不过还有一个问题，那就是目前的实验中，科学家们是用慢病毒作为载体，将修饰后的基因直接插入到受感染细胞的基因组中。慢病毒属于逆转录病毒，可以将自己的RNA基因组，逆转录为DNA，并将其插入宿主细胞的基因组中，从而实现长期的基因表达，是基因治疗中最常用的载体之一。然而这种方法直接改变了细胞的基因组结构，增加了细胞发展成癌症的风险。

所以，研究人员正在寻求其他更安全的载体，例如腺相关病毒或质粒来做实验，它们可以将基因传递到细胞内，但不会插入细胞的基因组中，从而可以避免直接改变基因组结构带来的潜在风险。所谓腺相关病毒，是一种广泛应用于基因治疗中的载体，因其安全性高而受到科研界的青睐；质粒作为一种圆形DNA分子，也是一种常用的基因传递工具，尤其是在实验室研究中。

如果这项研究真的取得突破，人类的四肢再生可能就不再是梦，而是近在眼前的现实了。

这项研究发表在2月5日的《发育细胞》杂志上，感兴趣的朋友可以去看看。

Developmental Cell：Direct reprogramming of non-limb fibroblasts to cells with properties of limb progenitors