人類肢體斷了，有可能再生嗎？ - 全民健康基金會

其實哺乳動物，包括人類，如果在含有指甲的趾尖部位截斷了，也有可能自己完整的再生回來，尤其是小孩時期。

但離開了指甲部位，就無法再生了，顯然再生能力 ... 健康刊物肝病資訊 第42期 出刊日：2017-10-15 返回上一層 人類肢體斷了，有可能再生嗎？ 當年幹細胞與再生醫學的研究剛開始興盛起來的時候，我問了一個小學五年級的小孩：「如果你可以製造器官，最想製造什麼？」他給了我一個完全意料不到的答案：「我想要製造一對翅膀！」人類的夢想真是何其偉大，而這也是促進人類偉大發明的動力。

人類不是早就為了能夠飛翔而創造了飛機嗎？製造原來沒有的翅膀當然不容易，但是我們自己原有的肢體如果斷了，有可能再生回來嗎？   撰稿／李宣書（臺灣大學生物科技研究所教授、臺大醫院內科部主治醫師、中央研究院合聘研究員） ▲墨西哥鈍口蠑螈，俗稱六角恐龍。

蠑螈具有斷肢再生的能力 人類肢體受傷後，傷口只是結疤，無法再生。

但是蠑螈不但不結疤，還會完整的再生出來失掉的部分。

世上約有五百多種蠑螈（salamander），牠們是兩棲類的脊椎動物。

1768年有一位義大利教士發現一種叫做newt的蠑螈，手、腳和尾巴截斷後可以一次再一次的重複再生。

牠們的手、腳其實跟我們很類似，由骨骼、肌肉、神經、血管、結締組織、皮膚等所構成。

這現象引起了許多生物學家的好奇與投入研究，科學家心中共同的好奇點是：「為什麼牠們能，而我們人類不能？」且希望透過研究牠們的再生奧秘之後，讓人類能夠獲得再生的能力。

  其實蠑螈不只肢體和尾巴斷了後可以再生，連它們的下巴、水晶體、心臟、腸子、甚至脊髓，切掉部分後也可以再生。

但是研究最多的還是在肢體再生方面。

最常用來研究再生的蠑螈有兩種，除了newt外，就是墨西哥鈍口蠑螈（axolotl，俗稱六角恐龍）了。

  精準的再生 蠑螈肢體切除後的再生，除了「能夠」之外，還要「精準」。

也就是這種再生遵循三個原則：第一，從哪裡斷，就從哪裡長，也就是每個部位都具有該部位的訊號（positionalinformation）；第二，往遠身端生長（ruleofdistaltransformation）；第三，準確的遵照肢體環狀180?面向（circumference）成型。

目前對這些精準再生的調控機制所知仍然不多，粗淺的研究說明這些訊息可能藏在結締組織細胞裡，譬如某種細胞表面分子（PROD1）的密度由近身端（proximal）到遠身端（distal）逐漸降低；也有研究說明細胞外間質（extracellularmatrix，例如heparansulfate）扮演重要的角色。

這些精準再生的秘密如果不解開，運用到人類再生的話，不就很容易產生畸型嗎？   蠑螈肢體再生的過程 多年來的研究勾勒出蠑螈肢體再生的過程。

截肢後跟我們哺乳動物一樣先有血塊凝集，然後比我們進行更快的傷口附近的表皮細胞爬行、覆蓋傷口，成為傷口表皮（woundepidermis）。

再來截斷後的神經末端釋出某些因子，讓傷口表皮轉為更多層細胞的尖端表皮冠（apicalepidermalcap）。

傷口表皮和尖端表皮冠為了控制中心，釋放出多種生長因子，例如各種纖維母細胞生長因子（fibroblastgrowthfactors），促成表皮下的各種細胞進行去分化（dedifferentiation）或游離出組織幹細胞，聚集成一團幹細胞，這個特別的組織叫做芽基（blastema）。

芽基很類似胚胎發育時要長出肢體處的肢芽（limbbud），經由這些細胞的繁殖（proliferation）、移行（migration）、再分化（redifferentiation），長出了肢體的雛型後，再繼續延長成正確的長度及粗細。

  芽基裡面的細胞看起來好像都一樣，但是現在知道它們是分別來自不同的細胞，而且這些細胞「從哪裡來，將來就到哪裡去」，也就是說從皮膚來的，將來成為皮膚細胞；肌肉來的將來到肌肉；骨頭來的到骨頭；也就是說這些再生的細胞是受血緣限制的（lineagerestricted）。

  最近德國的科學家利用小鼠實驗常用到的多螢光顏色的彩虹標定匣（rainbowcassettes）生產基因轉殖蠑螈來標定各種肢體細胞，利用血緣追蹤法（lineagetracing）在再生的時候將可以了解這些芽基細胞的來源、移動及組成，甚至把這些細胞以流式細胞儀（flowcytometry）分離出來研究。

這項發展將來必定會對再生科學帶來突破性的進展，因為芽基細胞的繁殖、移行、相關位置互動、模式形成（patternformation）就主宰著整個再生的過程。

  哺乳動物的趾尖再生（digittipregeneration） 其實哺乳動物，包括人類，如果在含有指甲的趾尖部位截斷了，也有可能自己完整的再生回來，尤其是小孩時期。

但離開了指甲部位，就無法再生了，顯然再生能力遠遜於蠑螈。

最近紐約大學的科學家研究發現，如果把指甲下面的指甲幹細胞（nailstemcells）的Wnt訊息關掉，不但指甲沒有辦法再長，而且趾尖再生的能力也喪失了，顯示了Wnt訊息對於趾尖再生的重要性。

但是也有科學家質疑，毛囊幹細胞也有這種Wnt訊息，為何在高於指甲的肢體（含有毛囊）截斷卻不能再生？另外也有加拿大的科學家發現，神經外鞘的史旺細胞（Schwanncells）在截斷趾尖後進行去分化後會釋出生長因子來造成趾尖再生。

  演化後為何再生能力退化或喪失？ 水螅、渦蟲等無脊椎動物有非常強的再生能力，到脊椎動物的蠑螈都還有不錯的再生能力，為何演化到更高等的哺乳動物，卻喪失了這麼好的再生能力？其實這個大哉問至今仍不明白，只有一些邏輯推演的論述與假說。

  首先的一個假設是再生能力的有與否並不構成演化優勢（selectiveadvantage），例如武俠小說的獨臂刀王經過苦練後，武功仍能稱霸武林。

會肢體再生的動物，是牠胚胎發育時的肢體發育特徵（trait）仍然完整的保存在成體後，等到受傷時再激發出來，但是不會再生的動物成體則沒有保存下來這種特徵。

另外也有被交易掉（tradeoff）的假說，例如在蝌蚪的研究發現，在牠不再生的時期如果抑制其免疫反應，則能讓牠恢復再生能力，這暗示了免疫反應的發展是否交易掉了再生能力？   目前關於再生的研究大多數侷限於個別動物再生的過程及調控，也就是在各自拼圖，希望盡量拼出各種動物再生的全貌。

這些研究當然是很重要，但是另一種研究策略，就是比較會再生和不會再生動物之間到底有何細胞或分子間的差異，以致造成再生與否的差異。

後面的這種研究雖然有，但少很多。

若有更詳細的比較生物學（comparativebiology）的研究，必定可以讓人類擁有更強再生能力的夢想更早實現。

  未來可能出現改造人（cyborg）？ 看過機械公敵（I,Robot）電影的人應該對威爾史密斯扮演的警探印象深刻。

那位警探的左手臂在事故中喪失了，後來是植入了更厲害的人工手臂，也就成了改造人。

這電影是描述2035年的事，以後真的會發生嗎？   被喻為將改變未來世界的科技創業家——伊隆･馬斯克（ElonMusk），除了是Tesla、SpaceX、SolarCity等公司的執行長外，比較少人知道他最近也成立了一家公司叫做Neuralink，顧名思義，就是要把人腦跟電腦連結在一起，要下載（download）人們的思考，也要讓人腦也能夠連結人工智慧（artificialintelligence）。

這個連結當然也可能讓人腦用意念來控制精密的機器手臂，未來以改造人的概念讓失臂人再獲得功能更好的手臂，也許不是不可能的夢！         ▲蠑螈截肢後的傷口表皮下會聚集成一團幹細胞，這個特別的組織叫芽基，很類似胚胎發育時要長出肢體處的肢芽。

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