美国《科学日报》5月9日文章，原题：科学家发现“圣杯”基因，有望帮助人类实现肢体再生 近日，美国维克森林大学等机构的研究人员发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文表明，蝾螈、斑马鱼和小鼠体内有一组共有基因，这些基因有望帮助研究人员开发出促进人类肢体再生的疗法，被称为“圣杯”基因。这一发现为再生医学和基因疗法开辟了全新方向。
驱动再生遗传密码
美国华盛顿大学健康指标与评估研究所此前发布的数据显示，在全球人口中，每年糖尿病、外伤感染和癌症等引发的截肢案例超过100万例。多年来，科学家一直在寻找替代安装义肢的疗法，帮助患者恢复肢体的运动、感知等功能。这项研究表明，一组被称为“SP”的基因可能在实现人类断肢再生的研究方面扮演核心角色。
美国维克森林大学生物学助理教授乔什·柯里表示：“有3家实验室分别研究蝾螈、斑马鱼和小鼠这3种生物，以比较其肢体再生过程。”柯里所在的实验室对蝾螈的断肢再生过程展开研究，美国杜克大学研究人员戴维·布朗以及美国威斯康星大学麦迪逊分校研究人员肯尼思·波斯所在的实验室分别研究小鼠趾再生和斑马鱼鳍再生的过程。柯里说：“结果表明，在蝾螈、斑马鱼和小鼠体内，存在着一套通用的驱动再生遗传密码。”
提供不同研究视角
研究人员之所以选择蝾螈、斑马鱼和小鼠，是因为它们能够为断肢再生提供不同的研究视角。蝾螈以其非凡的再生能力而闻名，它们不仅能再生断掉的四肢，还能再生脊髓组织以及心脏、大脑、肺、肝脏等器官的部分组织。
斑马鱼则展现了另外一种强大的再生能力，它们不仅可以反复再生受损的尾鳍，还能自我修复受伤的心脏、大脑、脊髓、肾脏、视网膜和胰腺等器官和组织。小鼠被纳入这项研究，是因为它们和人类都是哺乳动物。小鼠可以再生趾尖，而人类在受伤后如果保持甲床（指甲或趾甲下方的皮肤组织）完好，有时也能再生指甲或趾甲。
研究团队发现，在蝾螈、斑马鱼和小鼠体内，再生过程的皮肤组织都激活了两个分别被称为“SP6”和“SP8”的基因。研究人员随后深入研究这些基因是如何促进肢体再生的。结果发现，SP8基因对蝾螈的肢体再生尤为重要。柯里的团队利用基因编辑技术，从蝾螈基因组中敲除了SP8基因。在缺乏该基因的情况下，蝾螈无法正常再生肢骨。当小鼠缺乏SP6和SP8基因时，科学家也观察到类似问题。
不同实验室“破壁”合作
此前，有科学家在斑马鱼体内发现了一组控制组织再生过程的DNA序列，戴维·布朗所在的实验室在此基础上设计了一种病毒基因疗法。该疗法能够向细胞递送一种名为FGF8的信号分子，而该分子在自然条件下通常由SP8基因激活。在小鼠实验中，这种疗法促进了受损趾尖的骨骼再生，并在一定程度上恢复了缺乏SP基因小鼠的部分再生能力。研究人员相信，这类疗法在未来或许能在人类体内激活SP基因所控制的再生机制。在柯里看来，尽管这项研究仍处在起步阶段，但或许能为未来的再生治疗奠定重要基础。
“科学家们正在积极探索多种替代义肢的解决方案，包括生物工程支架和干细胞疗法，”柯里说，“本研究中使用的基因疗法开辟了一条新途径，能够和其他疗法相结合，帮助研究人员在未来设计出多学科协作的解决方案，或许有朝一日实现人类肢体再生。”
此外，柯里认为，研究不同生物系统的科学家们开展合作至关重要。“有些时候，科学家在各自领域闭门造车，不一定能取得重大突破。但是如果能够打通研究壁垒，我们或许能有惊人发现。这项研究成功的关键因素之一，就是3家实验室的通力协作，对不同生物开展研究并进行比较分析。这种做法非常奏效，我希望未来能看到更多这样的‘破壁’合作。”（王会聪译）