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2008年1月17日，《自然》杂志上发表了美国南加州大学教授钟正明对人类器官再生研究的最新进展。钟教授认为，如果发生在被允许的大环境内，干细胞形成新组织和器官的活动强度将更加强大。
眼下科学家已经进行了一项前所未有的尝试：使5位伤残军人断指重新开始生长。与美国国防部高级研究规划局(DARPA)合作开展的临床试验已于前不久起步。研究人员使用的配方简直可以被收入魔法教材，因为那不是别的，竟是猪膀胱提取物的粉末。医生们先除去伤员断指表层覆盖的皮肤，然后将这种粉末敷在残缺的指头上，每周3次，敷用2周。接下来要等上2个月，才能知道这种奇怪的疗法到底效果如何。如果断指真能长长，医生们将测量其知觉及运动机能的恢复水平。
打开再生开关
蜥蜴的尾巴被切断后会重新长出，蝾螈具有再生失去的腿脚及眼睛的功能。即使体长只有1厘米左右的真涡虫，哪怕被切成0.2毫米见方的颗粒，照样能恢复到原来的形状。
长期以来，人们一直认为除了皮肤、血液及骨头等极小部分之外，人类已经丧失了肢体的再生功能。当器官停止工作时，通常唯一的治疗方法就是移植，但是器官供给和排异反应这两大难题一直未能解决。因此，恢复人体潜在再生能力的想法给科学家指出了意想不到的治疗方向。没有排异反应，快速生长出新的组织器官……也许不久再生治疗不久将取代传统的移植手段。
再生研究人员相信，人类最终能够具备再生能力，因为人类的细胞先天便已经具备了发育新肢体的能力。在胎儿发育过程中，人体内的细胞发展便证实了这一点。另外，细胞内的DNA也具备着新器官成长的“指示密码”。目前，人类的工作是寻找这些密码，以便像打开开关一样，将细胞的潜在功能挖掘出来。
挖掘细胞潜能
而专家们最期待的莫过于在X光下检测到骨质结构，此外并无更高的奢望。他们并不指望指头能完全恢复——长出完整的关节、指骨和指甲。他们只是希望能长出2.5厘米左右带血管、受神经支配的软组织，从而能够部分恢复残指的抓握能力。
你一定想知道，这种用猪膀胱提取物来刺激残指再生的想法从何而来。这还得从一则社会新闻说起。那是在2005年，美国一位68岁的航空模型爱好者被模型螺旋桨削掉的指尖竟然在4周后复原了。
原来他有个当过外科医生的兄弟，曾经从猪膀胱中提取出一种能让马的韧带愈合的药粉。根据这位医生兄弟的建议，这位航空模型爱好者每两天敷一次这种提取物，坚持了10天。当然，这并不能证明手指复原确实是这种药粉造成的，但是如此惊人的结果，已足以吸引美国军方在伊拉克战争中失去手指的伤残军人身上也进行尝试。
这种神奇药粉当然跟巫术扯不上什么关系。它的主要成分是胶原蛋白——一种构造细胞间骨架的纤维蛋白，也称为“基质”，细胞附着其上，分化为组织——外加参与各种生化过程的功能蛋白，是它们一同组成了“胞外间质”。长久以来，人们一直以为胞外间质不具活性，但近年的研究发现，它们在生物的发育过程中扮演着重要角色。它们能激活休眠的生物进程，让组织愈合并且再生。具体来说，间质中的蛋白质向周围细胞发出分裂、迁移和组织信号，就像它们在胚胎发育过程中所做的那样。的确，哺乳动物成年后不像低等动物如两栖类那样仍保有自发再生能力，但在胚胎发育阶段，直到第16周它们也同样具有产生新器官的能力。研究人员正是要激活这些休眠的信号，来诱导伤残军人的残肢再生。
目前营造合适的、具备组织再生所有必需的分子信号的微环境，胞外间质是迄今掌握的最佳材料。其实在1980年，研究人员曾用富含胞外间质的肠内壁组织制成的动脉管替代物移植到一只狗的体内时，当时就已经注意到胞外间质的再生能力。短短几个月，移植物就长成了与主动脉极为相似的血管。植入组织似乎明白了自己在机体中所处的位置，于是改头换面，渐渐长成动脉的样子。在探究其缘由的过程中，研究人员发现，胞外间质构成的移植物降解后，替代它的并不是非特异性细胞组成的纤维疤痕组织，而是与原先损毁的细胞完全相同的健康组织。邻近伤口的健康细胞朝移植物移动，填补到一点点被自然降解的间质中去，直至将其完全替代。将间质用于移植的好处在于，它所形成的纤维网络不会被机体的免疫系统识别为外来组织。研究人员对这一现象的解释是胞外间质中不含任何细胞。在狗身上是这样，那么在人身上也是如此吗?答案是肯定的。斯坦福大学医学中心的一位外科医生詹姆斯就已经证明了这一点。1999年，他将胞外间质植入一位病人体内，以复原其肩部韧带。从那以后，这个方法就经常被用于修复治疗，比如加固跟腱、修复动脉或心脏瓣膜等。
紧急补救器官
医生们也已知道如何修复糖尿病溃疡造成的皮肤损伤。在美国，已经有3万多名病人从这类疗法中获益，而且没有一例出现副作用。胞外间质的运用可以说非常成功。然而要复原肢体，哪怕仅仅是指尖，仍然有很长的路要走。
与此同时，法国的科学家则在探究其他一些并不直接借助胞外间质的恢复途径，而且初步的尝试同样为我们展示了美好的前景。不同的是，他们选择利用组织本身的自我修复潜力。因此，并不需要移植其他胞外间质，而是力求保留受伤部位胞外间质中天然存在的分子信号。
通常，胞外间质中的这些分子信号——即细胞因子——是由死亡细胞产生的酶激活的。一旦细胞因子在间质中出现，它们就会激活邻近细胞的迁移和增殖，从而保证组织的更新换代。问题是，如果大量细胞因机械损伤、烧伤、遭受辐射等同时死亡，间质和其中的细胞因子也会随之降解，修复工作就落在了免疫系统中免疫与炎症细胞身上，迫使它们采取“紧急补救措施”，结果造成伤口被非特异性细胞填满。由于没有足够的胶原蛋白，形成的组织就不如以前那么好，这就是所谓的“疤痕”。为了防止这些细胞因子被酶降解，研究人员发明了一种尖端方法。法国研究人员研制出一种能附着在细胞因子之上的合成分子——“再生因子”来防止降解过程，借此重新形成一个正常的微环境。
破解再生秘诀
他们成功了!早在上世纪90年代，初步的药理试验就显示，“再生因子”对提高再生速度和质量有显著的效果。就目前的成果来看，它已成为治疗牙周炎(铆钉牙齿的纤维损坏后导致支撑牙齿的牙槽骨萎缩)最有希望的候选方案之一。最近，研究小组在仓鼠试验中就证实了这一点。不仅如此，该小组在2004年发现，将用几毫克“再生因子”浸透的胶原蛋白敷在大鼠穿孔的颅骨上，伤口居然愈合如初。更令人意外的是，就连颅骨骨缝的位置也与原先分毫不差。这是真正的、翻版式的再生复原，而不仅仅是填补伤口而已。
这还不算，“再生因子”甚至还能促使骨骼肌再生。1999年，法国巴黎第十二大学细胞生长及组织修复与再生实验室的研究小组发现，“再生因子”能使包括血管和神经系统在内的整块肌肉完全再生。
在组织再生研究领域，“分子派”和“间质派”之间的竞争非常激烈。然而，尽管已经获得了这么多显著的成就，但其中作用机制的细节还远不明了。我们仅知，只要在伤口处营造了正常的微环境，分子信号就会适时适地地出现。组织再生能力的成功诱导表明，该能力在进化过程中并没有完全丧失，它其实就在那里，在细胞中沉睡着。现在，科学家们的任务就是弄清在这个形态发生过程中，被激活的究竟是哪些调节回路。了解了这些，是不是就可以再生整个肢体了呢？科学家们乐观地预期，利用干细胞定制自身所需的组织器官不再遥远，再生医疗研究正大踏步地前进。
眼下科学家已经进行了一项前所未有的尝试：使5位伤残军人断指重新开始生长。与美国国防部高级研究规划局(DARPA)合作开展的临床试验已于前不久起步。研究人员使用的配方简直可以被收入魔法教材，因为那不是别的，竟是猪膀胱提取物的粉末。医生们先除去伤员断指表层覆盖的皮肤，然后将这种粉末敷在残缺的指头上，每周3次，敷用2周。接下来要等上2个月，才能知道这种奇怪的疗法到底效果如何。如果断指真能长长，医生们将测量其知觉及运动机能的恢复水平。
打开再生开关
蜥蜴的尾巴被切断后会重新长出，蝾螈具有再生失去的腿脚及眼睛的功能。即使体长只有1厘米左右的真涡虫，哪怕被切成0.2毫米见方的颗粒，照样能恢复到原来的形状。
长期以来，人们一直认为除了皮肤、血液及骨头等极小部分之外，人类已经丧失了肢体的再生功能。当器官停止工作时，通常唯一的治疗方法就是移植，但是器官供给和排异反应这两大难题一直未能解决。因此，恢复人体潜在再生能力的想法给科学家指出了意想不到的治疗方向。没有排异反应，快速生长出新的组织器官……也许不久再生治疗不久将取代传统的移植手段。
再生研究人员相信，人类最终能够具备再生能力，因为人类的细胞先天便已经具备了发育新肢体的能力。在胎儿发育过程中，人体内的细胞发展便证实了这一点。另外，细胞内的DNA也具备着新器官成长的“指示密码”。目前，人类的工作是寻找这些密码，以便像打开开关一样，将细胞的潜在功能挖掘出来。
挖掘细胞潜能
而专家们最期待的莫过于在X光下检测到骨质结构，此外并无更高的奢望。他们并不指望指头能完全恢复——长出完整的关节、指骨和指甲。他们只是希望能长出2.5厘米左右带血管、受神经支配的软组织，从而能够部分恢复残指的抓握能力。
你一定想知道，这种用猪膀胱提取物来刺激残指再生的想法从何而来。这还得从一则社会新闻说起。那是在2005年，美国一位68岁的航空模型爱好者被模型螺旋桨削掉的指尖竟然在4周后复原了。
原来他有个当过外科医生的兄弟，曾经从猪膀胱中提取出一种能让马的韧带愈合的药粉。根据这位医生兄弟的建议，这位航空模型爱好者每两天敷一次这种提取物，坚持了10天。当然，这并不能证明手指复原确实是这种药粉造成的，但是如此惊人的结果，已足以吸引美国军方在伊拉克战争中失去手指的伤残军人身上也进行尝试。
这种神奇药粉当然跟巫术扯不上什么关系。它的主要成分是胶原蛋白——一种构造细胞间骨架的纤维蛋白，也称为“基质”，细胞附着其上，分化为组织——外加参与各种生化过程的功能蛋白，是它们一同组成了“胞外间质”。长久以来，人们一直以为胞外间质不具活性，但近年的研究发现，它们在生物的发育过程中扮演着重要角色。它们能激活休眠的生物进程，让组织愈合并且再生。具体来说，间质中的蛋白质向周围细胞发出分裂、迁移和组织信号，就像它们在胚胎发育过程中所做的那样。的确，哺乳动物成年后不像低等动物如两栖类那样仍保有自发再生能力，但在胚胎发育阶段，直到第16周它们也同样具有产生新器官的能力。研究人员正是要激活这些休眠的信号，来诱导伤残军人的残肢再生。
目前营造合适的、具备组织再生所有必需的分子信号的微环境，胞外间质是迄今掌握的最佳材料。其实在1980年，研究人员曾用富含胞外间质的肠内壁组织制成的动脉管替代物移植到一只狗的体内时，当时就已经注意到胞外间质的再生能力。短短几个月，移植物就长成了与主动脉极为相似的血管。植入组织似乎明白了自己在机体中所处的位置，于是改头换面，渐渐长成动脉的样子。在探究其缘由的过程中，研究人员发现，胞外间质构成的移植物降解后，替代它的并不是非特异性细胞组成的纤维疤痕组织，而是与原先损毁的细胞完全相同的健康组织。邻近伤口的健康细胞朝移植物移动，填补到一点点被自然降解的间质中去，直至将其完全替代。将间质用于移植的好处在于，它所形成的纤维网络不会被机体的免疫系统识别为外来组织。研究人员对这一现象的解释是胞外间质中不含任何细胞。在狗身上是这样，那么在人身上也是如此吗?答案是肯定的。斯坦福大学医学中心的一位外科医生詹姆斯就已经证明了这一点。1999年，他将胞外间质植入一位病人体内，以复原其肩部韧带。从那以后，这个方法就经常被用于修复治疗，比如加固跟腱、修复动脉或心脏瓣膜等。
紧急补救器官
医生们也已知道如何修复糖尿病溃疡造成的皮肤损伤。在美国，已经有3万多名病人从这类疗法中获益，而且没有一例出现副作用。胞外间质的运用可以说非常成功。然而要复原肢体，哪怕仅仅是指尖，仍然有很长的路要走。
与此同时，法国的科学家则在探究其他一些并不直接借助胞外间质的恢复途径，而且初步的尝试同样为我们展示了美好的前景。不同的是，他们选择利用组织本身的自我修复潜力。因此，并不需要移植其他胞外间质，而是力求保留受伤部位胞外间质中天然存在的分子信号。
通常，胞外间质中的这些分子信号——即细胞因子——是由死亡细胞产生的酶激活的。一旦细胞因子在间质中出现，它们就会激活邻近细胞的迁移和增殖，从而保证组织的更新换代。问题是，如果大量细胞因机械损伤、烧伤、遭受辐射等同时死亡，间质和其中的细胞因子也会随之降解，修复工作就落在了免疫系统中免疫与炎症细胞身上，迫使它们采取“紧急补救措施”，结果造成伤口被非特异性细胞填满。由于没有足够的胶原蛋白，形成的组织就不如以前那么好，这就是所谓的“疤痕”。为了防止这些细胞因子被酶降解，研究人员发明了一种尖端方法。法国研究人员研制出一种能附着在细胞因子之上的合成分子——“再生因子”来防止降解过程，借此重新形成一个正常的微环境。
破解再生秘诀
他们成功了!早在上世纪90年代，初步的药理试验就显示，“再生因子”对提高再生速度和质量有显著的效果。就目前的成果来看，它已成为治疗牙周炎(铆钉牙齿的纤维损坏后导致支撑牙齿的牙槽骨萎缩)最有希望的候选方案之一。最近，研究小组在仓鼠试验中就证实了这一点。不仅如此，该小组在2004年发现，将用几毫克“再生因子”浸透的胶原蛋白敷在大鼠穿孔的颅骨上，伤口居然愈合如初。更令人意外的是，就连颅骨骨缝的位置也与原先分毫不差。这是真正的、翻版式的再生复原，而不仅仅是填补伤口而已。
这还不算，“再生因子”甚至还能促使骨骼肌再生。1999年，法国巴黎第十二大学细胞生长及组织修复与再生实验室的研究小组发现，“再生因子”能使包括血管和神经系统在内的整块肌肉完全再生。
在组织再生研究领域，“分子派”和“间质派”之间的竞争非常激烈。然而，尽管已经获得了这么多显著的成就，但其中作用机制的细节还远不明了。我们仅知，只要在伤口处营造了正常的微环境，分子信号就会适时适地地出现。组织再生能力的成功诱导表明，该能力在进化过程中并没有完全丧失，它其实就在那里，在细胞中沉睡着。现在，科学家们的任务就是弄清在这个形态发生过程中，被激活的究竟是哪些调节回路。了解了这些，是不是就可以再生整个肢体了呢？科学家们乐观地预期，利用干细胞定制自身所需的组织器官不再遥远，再生医疗研究正大踏步地前进。