撰文 | 朱洁莹

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再生是指机体在部分结构失去后的自我修复和替代，或者说是在受损后恢复原有器官的形状、结构和功能。

在很多许多魔幻电影中，都把再生视为一项超能力。如死侍，被诅咒之后就变成了打不死的小强，无论多么重的伤都能恢复过来。生活中，一些低等的动物可以完全再生受损器官，比如涡虫。把它从中间切开，它就变成了两个涡虫，事实上曾经有人把它切成了279块，它竟然还能再生出一个完整的成体［1］。

蝾螈则是脊椎动物中的再生大师。它的四肢、尾巴、心脏、颌骨、大脑以及视网膜和晶状体都可以完全再生。再生出来的组织和器官的形态和功能都与原来的毫无二致［2］。无论幼年还是成年蝾螈都具有同样强大的再生能力。可以说，蝾螈宛若现实生活中的金刚狼，除了会变老之外。

相比之下，爪蟾的再生能力则随着长大而逐渐丧失。早期的蝌蚪断肢后可以完全再生，晚期的蝌蚪和变态之后的成体爪蟾则无法再生［3］。

随着物种的进化，再生的能力在一步步的丢失。就如同胚胎发育的过程，随着分化的越来越复杂越来越功能化，细胞的全能性也在一步步的丢失。总的来说，哺乳动物（包括人类）的器官再生都是有限和不完全的。

哺乳动物的再生是再生医学的圣杯，一直以来普遍认为哺乳动物的再生能力极低，但有研究表明在小鼠C2C12细胞中加入蝾螈的再生芽基的提取物后，小鼠细胞就像蝾螈细胞一样出现了去分化的现象。说明小鼠的再生起关键作用的是外源的去分化信号 [4]。

研究器官再生的终极目标还是实现人类的器官再生。基于再生现象与胚胎发育的密切关系，使我们很容易想到可以通过模拟胚胎发育的过程来研究器官再生。比如牙齿就是这样一个器官，牙齿正常发育中有两种组织，间充质组织和上皮样的膜样结构，间充质组织会分离出促使膜样结构向牙胚方向分化的因子。

中科院广州生物院蔡景蕾组的研究模拟了这种相互作用。首先通过将诱导多能干细胞分化为上皮样的膜状结构，再与小鼠牙胚间充质重组，所获得的重组样品再移植到免疫缺陷鼠体内 ，3 周后就形成了牙样结构。这一方法成功证实自体的诱导多功能干细胞可以作为新的牙科上皮源与胚间充质细胞中重组，创建一个生物工程牙胚体外培养和移植到接收方的颚骨形成一个功能完全的牙齿［5］。

像给汽车换零件一样把人类受损、病变和衰老的器官换掉，一直是人类最美好的梦想之一。诱导多能性干细胞的发现使得我们已经可以使细胞回到自己的幼年时期，为我们研究器官的再生提供了一个非常有用的材料和工具。但是，人类对于再生的机理研究还非常的有限，未知的领域还需要大量的研究工作。

参考文献

1, Lei K, Thi-Kim Vu H, Mohan RD, et al.  Egf Signaling Directs Neoblast Repopulation by Regulating Asymmetric Cell Division in Planarians. Dev Cell. 2016 Aug 22.

2, Tanaka HV, Ng NC, Yang Yu Z, et al. A developmentally regulated switch from stem cells to dedifferentiation for limb muscle regeneration in newts.Nat Commun. 2016 Mar 30.

3, DENT JN. Limb regeneration in larvae and metamorphosing individuals of the South African clawed toad.J Morphol. 1962Jan;110:61-77.

4, McGann CJ, Odelberg SJ, Keating MT. Mammalian myotube dedifferentiation induced by newt regeneration extract. ProcNatl Acad Sci USA. 2001 Nov 20;98(24):13699-704.

5, Cai J, Zhang Y, Liu P, et al. Generation of tooth-like structures from integration-free human urine induced pluripotent stem cells. Cell Regen(Lond). 2013 Jul 30;2(1):6.

来源：中科院广州生物院 ； 授权转载。