潮声丨跟神舟上天的这条小虫，有着人类朝思暮想的再生才能
潮新闻客户端 执笔 沈烨婷
人们常说甲由是“打不死的小强”，但许多人并不知道，天然界有一种被称为“不死之身”的生物——涡虫，它具有一个在科幻大片中才有的再生超才能：哪怕被大卸八块，砍掉尾巴、内脏乃至头部，也能再生成为完好的个别。这种再生才能可谓天然界的BUG。这不是戏法，不是特效，而是生物再生的实际剧本。
这么凶猛，怎能不上天呢？前不久，神舟二十号载人飞船顺畅升空，山东理工大学供给的涡虫作为科研目标，也被一同带上天，这是我国初次展开涡虫空间再生试验。此项研讨将进一步知道再生根本机制，研讨成果有助于处理人类空间损害等健康问题。
长度缺少1厘米、巨细就像苹果籽的涡虫，再生超才能来自哪？在西湖大学生命科学学院，干细胞再殖和安排再生研讨试验室负责人雷凯带着团队也正在尽力破译它再生的隐秘。前不久，他们在Nature Communications（《天然-通讯》）杂志上宣布了一项研讨效果——研讨发现线粒体形状动态改变调控涡虫个别再生。
小小的涡虫身上，还有哪些奇特的当地招引科学家的重视？经过研讨涡虫，未来咱们是否有或许将这种再生才能运用到人体中？近来，记者走进西湖大学，和涡虫来了一次“密切触摸”。
地中海圆头涡虫。图片由受访者供给。
一分为二？不，它切成1/279也能活
——试验室的“小宠物”，再生才能让人类望尘莫及
“带你去瞧瞧咱们养的‘小宠物’。”初见雷凯，他热心地带着记者去看看涡虫。在一间十几平方米的试验室里，通明的培养皿里传来哗哗的水流声，鳞次栉比活动着许多小黑点。
雷凯笑着说，涡虫的再生才能真实太强，2018年试验室刚建起来时，仅有几百条，现在粗算算已有几万条。
涡虫是扁形动物门涡虫纲动物的总称，宗族成员有几百种，在地球上现已存活了5亿多年。雷凯团队养的是地中海圆头涡虫，喜爱生活在活动的池塘或泉水中，完全依靠湿润的体壁进行呼吸。
据央视新闻客户端报导，4月25日，随神舟二十号飞船上行的生物和生命类科学试验样品，在航天员帮忙下顺畅转运至空间站，并连续完结在轨装置，正常展开科学试验，现在已获取一批试验数据和图画视频。涡虫等试验目标状况杰出。
这当然不是我国空间站第一次“养动物”，斑马鱼在那里过泳，果蝇绕着培养箱飞过圈，现在断头不死的涡虫也来打卡。在微重力与辐射交错的特别环境下，地球生命领会呈现出怎样的美妙改变？这正是空间生命科学研讨的焦点。
“咱们日常试验时，也会用伽马或X射线等辐射去搅扰涡虫体内的成体干细胞，看看是否会产生影响，是否会搅扰它的细胞增殖才能。”雷凯说，太空本身便是个特别的辐射环境，涡虫空间再生试验的展开，或许能为涡虫范畴的科研作业者带来新的启示。
美妙的涡虫，其实早已招引了一代又一代科学家对它的持续调查和探究。早在古希腊时期，亚里士多德就调查到了涡虫的这种再生才能。20世纪初，为了验证涡虫的生命力到底有多坚强，现代“遗传学之父”摩尔根还曾进行了一项试验，将一只涡虫随机切成巨细不一的许多碎片，令人震惊的是，占初始涡虫1/279的一段碎片再生出了结构完好的个别。
雷凯第一次关于涡虫的试验，是在他上大学时。“咱们去校园后山收集涡虫做学生试验，把它切成三段，一周后得到了三只涡虫。”这种风趣的生物，令雷凯形象深入。2011年，在美国Stowers（斯托尔斯）医学研讨所就读博士后时，雷凯决议研讨干细胞再殖和安排再生范畴，自此敞开了他和涡虫的绵长故事。
涡虫头部再生进程活体图画。图片由受访者供给。
“逆天改命”背面的隐秘
——主导生命再生的“全能细胞”
显微镜下，涡虫还有点萌——长着双滴溜溜的斗鸡眼，身体的中下部位还有个“长鼻子”。
“这是进食的器官，每天就靠它把食物吸进去。”雷凯说，涡虫在试验室里其实很好养，吃的是牛肝酱，一小块牛肝便是试验室里全部涡虫的口粮，此外需求的仅仅适宜的水质和温度。
而在另一个小培养皿里，现已被切成几段的涡虫身体，还在轻轻滑动。“它们正在进行再生，而它们体内丰厚的成体多能干细胞，便是修正损害器官和安排的要害。”雷凯给记者解说，涡虫是少量几种在胚胎发生后，仍能保持体内多能干细胞的生物之一。
这个多能干细胞群被誉为“全能细胞”，能够敏捷呼应并迁移至受损部位，不断分化成各种细胞类型，用于成长、再生和替换凋亡细胞。
雷凯团队做过一个试验，用低剂量γ射线照耀杀死了涡虫体内许多的干细胞，但他们后来调查到，最少只需1个仍存活的成体多功用干细胞，涡虫就能够完结包含干细胞群在内的全部细胞类型的体内再生！这在果蝇、线虫、小鼠等动物以及放、化疗病人中是很难完成的。
可是，涡虫怎么感知自己丢掉了哪部分的安排并“逆天改命”？成体多能干细胞是怎么遭到调控并开端分化成不同细胞类型的？这是涡虫科研界的众多未解之谜之一，也是雷凯团队的课题。
他们现已向前迈进了一小步。“在再生进程中，细胞代谢活动和能量需求明显改变。线粒体作为细胞内的一种细胞器，就像是能量工厂和信号中枢，在发育、创伤愈合及干细胞命运决议中发挥着重要作用。”2019年，入职西湖大学后不久，雷凯与北京大学等团队协作，联手使用先进的线粒体成像技能和新式线粒体荧光探针，探究线粒体的活动怎么参加涡虫再生的进程。
怎么做？“咱们经过基因表达调控技能手段，敲降了涡虫的一种基因，损坏线粒体交融。”雷凯说，可是研讨发现这并不会导致涡虫逝世，而是导致涡虫的再生才能明显受损，不能再生神经和肠道等杂乱安排结构。并且，康复线粒体的形状动态平衡后，再生缺点得到有用抢救。
这以后，经过对线粒体动态平衡调控的下流再生信号等进一步探究，研讨团队发现，在涡虫再生进程中，线粒体动力学平衡是保持正常再生功用的要害。这一平衡不只影响干细胞的多能性，还决议了细胞命运的挑选和再生功率。
这一发现意味着什么？雷凯描述为“在巨大的迷宫里发现了一扇透着光的门，前路怎么走、能不能走通还要持续探究”，但该研讨为使用涡虫系统研讨损害后再生，尤其是个别再生及干细胞命运决议中的线粒体和代谢调控机制奠定了根底。
这种新发现，当然仅仅绵长科研进程的“偶尔”事情。雷凯在与这种“小宠物”的共处中，发现了趣味。假如雷凯在显微镜下调查到涡虫的脸部洼陷，或许双眼失神了，他就知道涡虫是在说它生病了，这是他与它朝夕共处中的共同对话。
生活在培养皿中的涡虫。记者 沈烨婷 摄。
今天是涡虫，明日是谁？
——这场关于“再生”的试验和幻想才刚开端
看到这儿，是不是许多人和记者相同想问：有一天，人类是否能够像涡虫相同再生器官？人类的心脏、大脑或许其他器官，可不能够在培养皿里边造出一个新的呢？
“推进人类医学前进，是咱们科研的终极意图。怎么使受损和变老安排再生出有功用的新安排，一直是人类临床医学面对的严重难题。其间一个首要妨碍是咱们缺少对调理再生机制的完全了解。”雷凯说，团队的初心是确认细胞再生的整体原理和分子要素，这或许对人类细胞战胜老化、推迟变老等具有重要意义。
涡虫大约70%的基因能在人类基因组中找到同源序列。与具有“不死之身”的涡虫比较，人类只要肝脏等少量器官具有十分有限的修正才能，且这种才能或许还会跟着年纪的增加而削弱。雷凯弥补道，“以人的肝脏来说，把部分的坏死安排切除后，剩下的肝脏细胞安排能够经过细胞分裂，修正受损的安排，这是极为特别的自愈才能。”
科研作业者期望凭借研讨涡虫，了解其调控的奥妙，为人类再生医学供给新的思路。“比方，在体外培养出相似骨骼、脏腑等‘类器官’，作为医疗或许试验的重要资料。”雷凯说，咱们期望能诱导成既有神经单元，又有骨骼肌单元的一个神经肌肉“类器官”，或许对医治肌无力的渐冻症患者有极大协助。
雷凯团队还在同步进行无脊椎动物和脊椎动物等不同动物物种的支撑再生的分子机制。“涡虫的研讨也为小鼠再生的同步研讨供给信息，咱们能够比较无脊椎动物和脊椎动物再生机制的异同。”雷凯说。
并且涡虫除了再生超才能，还给科研作业者带来不同的惊喜。在饥饿状况下，涡虫会经过缩小体积来保持本身稳态；而当它“吃撑”了，还会自行分裂成多个个别。
雷凯试验室成员正在为涡虫换水。记者 沈烨婷 摄。
现在，涡虫再生仍是一个冷门的根底研讨，尤其是产出的效果短时刻内无法和转化挂上钩，从试验室到临床使用有十分长的一段路要走。对此，雷凯说自己甘心做“冷板凳”，究竟人们现在所具有的全部医学技能，都是长时刻探究的成果。九尺高台都要起于垒土，何况是攀科学顶峰。
而西湖大学和浙江，也给雷凯等人吃了颗“安心丸”，不管从方针、项目批阅以及资金支撑上，都在尽力为乐意长时刻致力于攻关医学难题的科研团队营建更为宽松的环境。
上一年八月，浙江省科学技能厅发布《关于进一步加强和改善科研风格学风建造作业的告诉》，其间提出，鼓舞全省科技作业者不盲目追逐热门，不随意改换研讨方向，专心于自己的科研工作，甘坐“冷板凳”、勇闯“无人区”。
等一朵花开，需求许多的耐性和浅笑，但收成是瓜熟蒂落的。近年来，浙江在生命科学范畴不断有立异打破，有在血液病医治中“追逐”全球前沿的CAR-T细胞疗法，也有给残障人士带来曙光的视觉脑机接口研讨，还有敲开反转细胞变老“韶光之门”的医学新进展……
14年，对许多人来说是一个绵长的时刻，但对雷凯来说，这才仅是他投身研讨涡虫等安排再生范畴的序幕。涡虫开裂后再生，还保存早年的回忆吗？从头长出来的头，仍是本来的那个头吗？它又怎么完成原份额重构身体？还有十分多的未解之谜，等着他们去破译。
而或许某一天，人类能学习天然界的再生才智，完成器官再造与抗变老的终极目标，这全部，或许就从这些缺少1厘米的小虫开端。
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