当蝾螈的尾巴被尖锐的灌木割断或在与捕食者的战斗中失去手臂时，它们只需坐等几周，缺失的身体部分就能完好如初地再生。
多年来，科学家们一直在研究这些两栖动物是如何施展这种魔法的，以及人类是否有朝一日也能做到这一点。6月10日在《自然通讯》上发表的一项研究对此现象的理解迈出了巨大的一步，详细描述了墨西哥钝口螈如何在其正确的位置上再生出缺失的肢体。
视黄酸（一种在人体内也大量存在且在许多护肤霜中也有的物质）长期以来一直被认为是主要参与者。现在清楚的是，一种特定的酶（人类也有）在动物伤口处精细调节视黄醇的水平，以确保正确的部位再生。与此同时，一个基因控制着附肢发育的大小。
在马萨诸塞州波士顿的东北大学，科学家们正在研究名为墨西哥钝口螈的两栖动物如何再生整个肢体。他们希望利用这一生物学知识开发新的方法来治疗人类。摄影：Alyssa Stone/东北大学
“这篇论文让我们了解了肢体如何知道要再生什么，这在该领域是一个长期未解之谜，”波士顿东北大学生物学系主任、该研究的主要作者詹姆斯·莫纳汉说。莫纳汉研究墨西哥钝口螈再生已有几十年，最初他对人类能否实现这一点持怀疑态度。最新的科学发现使他相信这是可能的。
“我们现在有了蓝图，也有了生长肢体的基因，”他说。如今越来越先进的基因编辑技术可以指导这些基因的开启和关闭。“我完全可以想象，在未来的几十年里，我们可以在伤口上贴上一个补丁，这个补丁可以将通常会形成疤痕的细胞编程为启动适当的再生程序。”
尽管还需要更多的工作，“理解调控和控制细胞生长和分化的机制是未来伤口护理管理的重要组成部分，”华盛顿大学从事烧伤患者治疗的外科医生萨姆·阿尔巴比说，他没有参与这项研究，但他认为目前的伤口护理是医学上的“重大失望”。
墨西哥钝口螈具有令人难以置信的能力，能够在四年后停止衰老。科学家们一直在研究它们，以了解如何将其生物学应用于人类医学。摄影：Alyssa Stone/东北大学
最近的一项研究表明，一种酶控制着伤口处视黄酸（一种在护肤产品中常见的成分）的数量。一个特定的基因帮助确定动物身体知道要生长什么以及在哪里生长。摄影：Alyssa Stone/东北大学
视黄酸起重要作用
墨西哥钝口螈（发音为ak-so-la-tul，重音在第三个音节）是一种外表年轻的粉红色蝾螈，头部有类似Troll娃娃头发的外部鳃。它们以阿兹特克火神Xolotl命名，曾经在墨西哥大量存在。它们现在在野外濒临灭绝，但已成为流行的毛绒玩具和视频游戏角色。
圈养繁殖的墨西哥钝口螈寿命可达十年或更长，由于其永恒的青春和再生器官及肢体的能力，已成为全球数十个实验室的研究明星。
受伤的墨西哥钝口螈可以再生整个失去的腿或仅是小指头。新论文帮助解答了一个关键问题：迁移到伤口处的细胞团（称为芽基）是如何确切知道需要再生什么的。
“证据表明，正是在受伤后能够接触到适当的基因，使它们能够再生手臂。因此，它们可以重新启动最初构建手臂的程序，”莫纳汉说，他指的是Shox基因，该基因最初创建并重新创建了构成手臂或腿部所需的长骨。
莫纳汉还发现了一种名为CYP26B1的酶，它减少了伤口处视黄酸的数量，使其达到特定身体部位所需的确切水平。研究人员发现，视黄醇的数量告诉细胞它在构建什么。因此，能够形成整个手臂的细胞团比那些形成手或手指的细胞团含有更多的视黄酸。
在人类和其他动物中，视黄酸对于细胞分化和生长至关重要。其在人类发育中的作用如此重要，以至于建议孕妇避免口服异维A酸（一种痤疮药物），以免干扰自然水平——尽管最近的研究发现其并没有增加出生缺陷或残疾的风险。
与其创造视黄酸，酶评估当前水平并将其减少到所需的数量。莫纳汉说，这是意料之外的，也是理解人类未来可能用于再生肢体的过程的关键。
随着基因编辑技术的进步，有朝一日可能会解锁医疗治疗的重大创新。科学家们希望甚至能够弄清楚如何再生人类肢体。摄影：Alyssa Stone/东北大学
人类未来能否再生缺失的肢体？
在我们的进化树中某个地方，人类和其他哺乳动物失去了再生切断的附肢的能力，这是一种与我们更复杂、更高功能的部分相关的权衡。（一个例外：新生儿可以再生指尖。）
科学家们希望这些再生能力仍然隐藏在我们的生物学中。如果是这样，“我们可以学习解锁它们，从而恢复比我们目前看到的更大的再生潜力，”加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心主任托马斯·兰多说，他没有参与这项研究。
兰多认为，他和其他人正在研究的人类干细胞操作也可能从墨西哥钝口螈的研究中受益。
“在哺乳动物中，我们依赖皮肤干细胞生成皮肤，骨骼干细胞生成骨骼，肌肉干细胞生成肌肉，”他说。未知的是如何让这些细胞同时产生多种组织，这是再生功能性肢体所必需的。学习两栖动物如何成功做到这一点可能会产生治疗方法，诱使干细胞模仿这些行为。
莫纳汉希望有一个更直接的应用，即人们最终能够像他心爱的两栖动物一样再生肢体。
毕竟，他指出，两者都拥有涉及这一过程的所有遗传物质。区别在于“仅仅是基因的可访问性”。
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