2.什么是再生醫(yī)學(xué)

·什么是再生

什么是再生呢？簡(jiǎn)而言之，機(jī)體的一部分在損壞、脫落成被截除之后重新生成的過(guò)程就叫再生。

大家應(yīng)該都有再生的經(jīng)驗(yàn)，比如頭發(fā)落了又長(zhǎng)，比如換牙，不過(guò)要想象壁虎一樣尾巴斷了再長(zhǎng)一個(gè)出來(lái)就比較難了。

其實(shí)再生還分很多種呢！最簡(jiǎn)單的，就分為生理性再生和病理性再生。

比如換牙啦、血紅細(xì)胞的新舊交替啦，女同學(xué)們來(lái)例假時(shí)子宮內(nèi)膜的周期性變化啦，皮膚角質(zhì)細(xì)胞的更換啦（也就是脫皮啦）什么的都是生理性再生。也就是說(shuō)，實(shí)際上我們的身體可以自動(dòng)的發(fā)生再生現(xiàn)象，最酷的是，我們實(shí)際上無(wú)時(shí)無(wú)刻都在再生中（強(qiáng)大吧！）。

病理性再生就是因?yàn)閾p傷而引起的再生，比如傷口的愈合（壁虎的尾巴就是一例）。這種再生對(duì)于人類(lèi)這樣的高等生物來(lái)說(shuō)，往往是不完全的（誰(shuí)能像壁虎長(zhǎng)出新尾巴一樣長(zhǎng)出一條新腿來(lái)？那不是人，那是妖怪?。?，長(zhǎng)出來(lái)的往往是沒(méi)有功能的瘢痕組織（悲劇了吧?。?，所以叫不完全再生。

那為什么我們?nèi)祟?lèi)不能再生出一條腿，而低等的蠑螈卻可以呢？這不是妄稱(chēng)萬(wàn)物之靈了嗎？這還要從再生的機(jī)制講起。

·動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的不同——細(xì)胞的全能性

我們都知道，每一個(gè)生物個(gè)體，都是由一個(gè)單個(gè)的細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的，無(wú)論是一棵參天大樹(shù)還是一只小小的蜉蝣，最初都是由一個(gè)細(xì)胞（受精卵）經(jīng)過(guò)不斷的分裂、分化而來(lái)的。

但是大家也都知道，我們可以用一棵樹(shù)的一個(gè)枝條培育出另一棵完整的樹(shù)，卻很難用小狗的一條腿培育出另一只完整的狗（到目前為止，克隆動(dòng)物還是一個(gè)非常復(fù)雜而且成功率極低的實(shí)驗(yàn)）。實(shí)際上，理論上講，一個(gè)生物的任何一個(gè)細(xì)胞都有發(fā)育成一個(gè)完整的生物體的潛能，這就是所謂的全能性。

什么叫做細(xì)胞的全能性呢？

1984年國(guó)際組織培養(yǎng)協(xié)會(huì)作出的定義是：“細(xì)胞全能性為細(xì)胞的某種特征，有這種能力的細(xì)胞保留形成有機(jī)體所有細(xì)胞類(lèi)型的能力”。注意了，具有全能性的細(xì)胞是擁有可以發(fā)育成一個(gè)生物個(gè)體的能力的。對(duì)于植物來(lái)講，幾乎所有的細(xì)胞都具有全能性。而對(duì)于動(dòng)物來(lái)講，只有受精卵，以及某些胚胎干細(xì)胞才具有全能性。一個(gè)動(dòng)物的成體細(xì)胞只有通過(guò)核移植才有可能獲得全能性，從而得到自己的克隆體。

細(xì)胞為什么會(huì)具有全能性呢？是因?yàn)樵诿總€(gè)細(xì)胞內(nèi)都存在著這個(gè)生物體所包含的所有核基因，這些基因包含有這個(gè)生物體的幾乎所有的遺傳信息。這就是所謂的細(xì)胞核的全能性。

那為什么只有植物才可以“返老還童”呢？嘻嘻，其實(shí)不是的，所有的構(gòu)建生物，包括植物、珊瑚，藪枝蟲(chóng)、苔蘚等，都是可以“返老還童”的。因?yàn)樗鼈兊纳眢w是由一套構(gòu)件組成的個(gè)體，可通過(guò)其基本的結(jié)構(gòu)單位的反復(fù)形成得到進(jìn)一步發(fā)育，其組織、器官等各個(gè)部分是可以改變的。

那動(dòng)物為什么不行呢？其實(shí)，這還是一個(gè)謎。

·動(dòng)物的再生——多能性

雖然動(dòng)物不能像植物那樣，隨便拿一個(gè)什么部分，培養(yǎng)培養(yǎng)，很快就又能形成一個(gè)新的植株，但也都是具有一定的再生能力的，而且是越低等的動(dòng)物，再生能力越強(qiáng)。最低等的比如腔腸科的水螅、渦蟲(chóng)，切成好幾段還能長(zhǎng)，而且切成幾段就可以長(zhǎng)成幾個(gè)個(gè)體，簡(jiǎn)直和孫大圣一樣厲害。（真渦蟲(chóng)切成279片后，就能長(zhǎng)成279個(gè)新個(gè)體，拽吧！）此外，蜥蜴能長(zhǎng)出斷了的尾巴、斑馬魚(yú)能再生出它的鰭、鱗、脊髓和部分心臟，蝌蚪可以在幾小時(shí)內(nèi)再生出新的尾巴而不留下任何傷疤。但是越高等的動(dòng)物，這種能力越弱。最典型的例子就是蝌蚪――青蛙：當(dāng)它還是蝌蚪時(shí)，失去的尾巴還是能長(zhǎng)回來(lái)的，可是當(dāng)它成為了青蛙，就失去了這種再生能力（好了，青蛙同學(xué)，就不要唱“我不想不想長(zhǎng)大”了，“成長(zhǎng)的煩惱”總是難免的）。

青蛙長(zhǎng)大后其再生能力消退

那動(dòng)物的再生能力是從哪里來(lái)的呢？這就要從細(xì)胞的發(fā)育開(kāi)始談起了。

我們都知道，所有的多細(xì)胞動(dòng)物，都是從一個(gè)細(xì)胞（受精卵）開(kāi)始發(fā)育的，發(fā)育的方式就是細(xì)胞的分裂，一變兩，兩變四，是一種幾何級(jí)數(shù)的擴(kuò)增。在這個(gè)擴(kuò)增過(guò)程的初期，細(xì)胞是均等分裂的，除了細(xì)胞核里的核物質(zhì)復(fù)制兩套分別組裝到兩個(gè)子代細(xì)胞中以外，細(xì)胞質(zhì)也是平均的分配到兩個(gè)子代細(xì)胞中。分裂這么幾代后（不同的物種次數(shù)不一樣），細(xì)胞就開(kāi)始了不均等分裂，核物質(zhì)還是一樣復(fù)制一樣分配，但是細(xì)胞質(zhì)的物質(zhì)就開(kāi)始各有偏向了（這就是所謂的有了“極性”），有些物質(zhì)分到這個(gè)細(xì)胞，讓這個(gè)細(xì)胞向某個(gè)方向生長(zhǎng)，某些物質(zhì)分到那個(gè)細(xì)胞，讓那個(gè)細(xì)胞向另一個(gè)方向生長(zhǎng)。如此這般，細(xì)胞們就開(kāi)始分道揚(yáng)鑣了，大部份細(xì)胞越走越遠(yuǎn)，最終分化成終末細(xì)胞，也就是再也不能變成其他種類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞。但也有一些細(xì)胞中途停了下來(lái)，一直保持著向其他方向分化的特性，這種具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制的細(xì)胞，就叫多能干細(xì)胞。而多能干細(xì)胞的分化潛能就叫做多能性。

平時(shí)，這些多能干細(xì)胞就靜靜的待在自己的小天地里（比如造血干細(xì)胞就待在骨髓里），等到需要時(shí)，一聲令下，它們就又活動(dòng)起來(lái)，開(kāi)始分裂，在不均等分裂的情況下，它們就按著預(yù)設(shè)好的程序，分化成機(jī)體需要的細(xì)胞種類(lèi)，然后充實(shí)到需要它們的地方去。

那么多能性從哪里來(lái)呢？發(fā)育遺傳學(xué)的研究表明，生物的胚胎發(fā)育，是一個(gè)基因調(diào)控的過(guò)程，不同的基因依次被打開(kāi)、關(guān)閉。那些較早表達(dá)的基因，往往是在進(jìn)化史上較為古老的祖先基因，較晚表達(dá)的基因，則是后來(lái)逐漸加入的。因此,胚胎發(fā)育的過(guò)程就是一個(gè)從祖先基因到新近基因的依次表達(dá)的過(guò)程，所以可以在此過(guò)程中重演進(jìn)化過(guò)程的某些特征。在進(jìn)化過(guò)程中，越是古老的生物，就越是簡(jiǎn)單；而越是高等的生物，越是復(fù)雜。越早表達(dá)的基因?qū)ι矬w的影響就越大，當(dāng)這些基因被依次打開(kāi)、表達(dá)之后，細(xì)胞就走上了“不歸路”，再也不能回頭了。也就是說(shuō)，越簡(jiǎn)單的生物越容易從頭來(lái)，越復(fù)雜的生物越不容易從頭來(lái)。

·人類(lèi)如何獲得再生能力——再生醫(yī)學(xué)

作為一種智慧生物，人類(lèi)應(yīng)該說(shuō)是地球上最復(fù)雜的生物了。從這個(gè)意義上講，人類(lèi)也應(yīng)該是再生能力最弱的一種生物了。但是亞里士多德說(shuō)“人類(lèi)是有理性的動(dòng)物”，人類(lèi)可以運(yùn)用工具來(lái)延伸自己的能力，達(dá)到其他動(dòng)物望塵莫及的地步。蒼鷹飛得再高，高不過(guò)宇宙飛船；獵豹跑得再快，快不過(guò)一級(jí)方程式賽車(chē)。人類(lèi)總是有辦法來(lái)達(dá)到自己的目的的。

其實(shí)所謂“再生”，在人類(lèi)歷史上早已有之――七千多年前古埃及人就已經(jīng)開(kāi)始使用木制的假肢；公元600年瑪雅人就在用貝殼制作假牙，這些都是古代的“組織工程學(xué)”。

不過(guò)，這不能算嚴(yán)格意義上的“再生醫(yī)學(xué)”，嚴(yán)格意義上的再生醫(yī)學(xué)我們前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，它是：通過(guò)研究機(jī)體的正常組織特征與功能、創(chuàng)傷修復(fù)與再生機(jī)制及細(xì)胞分化機(jī)制，尋找有效的生物治療及工程學(xué)的方法，促進(jìn)機(jī)體自我修復(fù)與再生，或構(gòu)建新的組織與器官，以改善或恢復(fù)損傷組織和器官的功能的科學(xué)。

也就是說(shuō)利用人體自己的資源（或者再加上不多的一些人造材料）進(jìn)行損傷修復(fù)的科學(xué)。

現(xiàn)代的再生醫(yī)學(xué)已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展：

2004年8月，德國(guó)科學(xué)家斯米勒等人成功地復(fù)制了一位56歲患者的下頜骨，就像吳宇森的電影《變臉》一樣，那位原本不能正常進(jìn)食的患者成功的獲得了一張“新臉”，而且還恢復(fù)了正常的飲食生活。

斯米勒等人先用電腦掃描，模擬出患者下頜骨的尺寸大小，做出鈦合金的金屬支架，再?gòu)幕颊叩墓撬柚腥〕龉撬韪杉?xì)胞，與生長(zhǎng)激素混合在一起，涂抹在鈦合金金屬支架上，一起移植在患者的右肩胛骨里，經(jīng)過(guò)8個(gè)星期的“體內(nèi)”培養(yǎng)之后，成功的復(fù)制出了患者的下頜骨。他們?cè)賹⑴囵B(yǎng)好的下頜骨取出，移植到患者的下巴上，這樣，患者就成功地得到了一個(gè)“新下巴”。

有趣的是，作為世界上首例成功使用背部肌肉血液培養(yǎng)下頜骨的科學(xué)家，斯米勒的意思就是“微笑的人”（smiler），這是一個(gè)給世界帶來(lái)微笑的科學(xué)家。誰(shuí)說(shuō)科學(xué)家都是制造“弗蘭肯斯坦”的“極客”。

美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭的亞特里奧賽特公司利用約翰霍普金斯大學(xué)研究出的一種以納米纖維為基礎(chǔ)的體外細(xì)胞擴(kuò)增的新技術(shù)可以利用造血干細(xì)胞在體外大量生產(chǎn)血液。2010年7月他們制造的第一批人造血已經(jīng)被送往FDA審批。不過(guò)預(yù)期人造血液的臨床實(shí)驗(yàn)要到2013年以后才能開(kāi)展，樂(lè)觀地看，到2015年就應(yīng)該能看到它的應(yīng)用了。

在各國(guó)科學(xué)家的努力下，再生醫(yī)學(xué)正在飛速地發(fā)展中，近年來(lái)令人瞠目結(jié)舌的新進(jìn)展、新成果不斷。甚至有人提出，我們這一代人也許是“最后一代原裝人”，因?yàn)樵偕t(yī)學(xué)的發(fā)展可以使我們活到120歲、150歲甚至更長(zhǎng)，在這100年左右的時(shí)間里，人類(lèi)科技的發(fā)展就有可能使我們“長(zhǎng)生不老”，也許可以不要肉體，而只把我們的意識(shí)保留在計(jì)算機(jī)中云云。

這不能不說(shuō)是一種美好的夢(mèng)想，正如科學(xué)松鼠會(huì)所說(shuō)的那樣：“在飛速發(fā)展的科技面前，你不得不感嘆，現(xiàn)實(shí)有時(shí)候比科幻小說(shuō)還富有魔幻主義?！?/FONT>