“細胞密信”與“免疫特工”解鎖再生密碼

【科普園地】

◎本報記者 張夢然

在動物王國裏,有些生物似乎握有再生的神祕鑰匙。比如非洲爪蛙蝌蚪尾巴斷了能再長出來,連複雜的脊髓和肌肉都能完美復原,彷彿自帶修復程序。而我們人類,斷掉的手指都難以再生。這背後究竟藏着怎樣的生物學密碼?日本東京大學科學家在《美國國家科學院院刊》上發表的研究揭開了其中一角:原來,一場“細胞密信”與“免疫特工”的協作,是這場再生奇蹟的幕後導演。

科學家已經知道,幹細胞,這些能變身成各種組織的萬能細胞,在再生過程中扮演着關鍵角色。但這些細胞數量稀少。爲此,科學家開發了一種高效富集幹細胞的技術,再通過給每個細胞做基因身份掃描,終於在蝌蚪尾巴的“細胞軍團”中鎖定了一個神祕角色:假定的肌肉乾細胞。這些細胞不僅活躍,還大量生產一種名爲c1qtnf3的蛋白質。它像一封“密信”,被細胞分泌出去,專門影響其他細胞的行爲。

爲了弄清這封“密信”的作用,科學家玩了一次基因開關遊戲:他們人爲關閉了c1qtnf3基因。結果令人震驚:蝌蚪的尾巴再生能力大打折扣,斷尾處不僅長不出新組織,連本該趕來幫忙的免疫細胞——巨噬細胞也變得稀稀拉拉。

巨噬細胞平時是身體的“清道夫”,負責清理壞死細胞和病原體,但在斷尾處,它們似乎被c1qtnf3“策反”了,搖身一變成了“免疫特工”,爲幹細胞再生新組織搭建“腳手架”。

更精彩的驗證來了:當科學家通過另一條基因路徑強行重啓巨噬細胞的數量時,即使c1qtnf3基因被關閉,蝌蚪的尾巴再生能力竟然奇蹟般地恢復了!這一連串實驗,像拼圖一樣把邏輯串了起來:肌肉乾細胞分泌的c1qtnf3,是吸引巨噬細胞的關鍵信號;而巨噬細胞的再生模式開啓,又是尾巴重生的必要條件。

這項研究不僅揭示了非洲爪蛙蝌蚪再生的祕密配方,更拋出了一個引人深思的問題:爲什麼有的動物能再生,有的卻不能?

或許,關鍵不在於有沒有幹細胞(人類也有),而在於能否像蝌蚪這樣,讓幹細胞與免疫系統無縫協作,通過精準的“細胞密信”,把普通的免疫反應轉化爲高效的再生程序。

未來,如果科學家能破解更多這類“密信”,甚至在哺乳動物身上覆現類似的協作機制,或許有一天,人類也能解鎖再生的潛力,讓斷肢重生、器官修復不再是科幻場景。畢竟,大自然早已寫好了答案,我們只是剛剛開始讀懂它的細胞語言。



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