isei health:蠑螈的再生能力背後的秘密是什麼？

眾所周知，“蜥蜴即使被砍掉尾巴也能再生”，但地球上還有一種物種具有非凡的能力，可以被稱為 “再生冠軍”。 它是兩棲動物 “蠑螈”。 他們不僅可以再生自己的腿，還可以自己再生眼睛、大腦、心臟和其他器官，而且可以反覆這樣做。

研究人員一直對蠑螈夢幻般的再生能力感到著迷，但據說它們也是 “出格的生物”，它們的許多機制仍然是個謎。

然而，四年前，一個重大的發現顛覆了生物學的常識。 再生的秘密是在紅血球中發現的。 在哺乳動物中，紅細胞專門攜帶氧氣，但在蠑螈中，已經發現它們可能對傷口附近的細胞具有 “時間倒流 ”的作用，使它們能夠重建身體。 蠑螈的這種獨特的再生能力究竟是什麼？

人們寄予厚望，如果蠑螈的再生能力的秘密能夠被解開，它們可以被用於人類的再生醫學。

非常規 “的力量，一次又一次地再生

蠑螈可以在大約五個月內再生一條失去的腿，在大約一個月內再生一個部分受損的心臟，而且不留下任何疤痕。 也有證據表明，腿和眼睛甚至可以再生功能。 此外，它們在一生中可以多次自我再生，這是一種在常識中無法想象的機制。

眾所周知，蜥蜴的尾巴被切斷後也能再生，但蜥蜴和蠑螈的機制完全不同。 蜥蜴的尾巴上原本有一種縫隙，當敵人出現時就會掉出來。 這使他們能夠在敵人分心的時候逃跑。

新的軟骨，形狀像一根棍子，從脫落的蜥蜴的尾部長出來，以平衡身體。 這是蜥蜴在進化過程中獲得的一種能力。

另一方面，蠑螈的身體沒有預先設計好的脫落部分，新的組織從傷口處誕生。 目前還不能確定其他生物是否原本就擁有這種驚人的再生能力，還是在進化過程中突然只有蠑螈獲得這種能力。

目前正在進行研究，從所有可能的方法來研究蠑螈的再生系統，希望如果能夠闡明這種 ”獨特的再生機制“，它可能被應用於人類的再生醫學。

事實上，與蠑螈同屬兩棲動物家族的青蛙和蠑螈，在其生長期間也有很強的再生能力。

這其中的關鍵是在生長期間在體內積極工作的 ”幹細胞“。

生物體內的細胞從所謂的 ”受精卵“（一種普遍的細胞）分裂為 ”幹細胞“，如骨骼和肌肉。 例如，肌肉乾細胞被進一步劃分為手掌和指尖肌肉。 這被稱為分化，一旦一個細胞分化併成為身體某個部位的肌肉，它就不會再恢復為肌肉乾細胞。

我們人類也說，幹細胞在胎兒中是活躍的，即使心臟的心室受損，它們也會再生。

然而，在許多生物中，當他們已經長大，身體完整時，幹細胞的再生能力會減弱。 就蠑螈而言，幹細胞的活動也在減弱，那麼為什麼只有蠑螈能夠在其一生中一次又一次地再生其身體呢？

時間可逆 ”再生系統的秘密

眾所周知，幹細胞一旦分化，就不能變得像原來的幹細胞，但蠑螈的情況並非如此。

例如，當蠑螈手臂的肌肉受傷時，已經分化成傷口附近特定區域的肌肉的細胞，即手臂，竟然會恢復成肌肉的 “幹細胞樣 ”細胞。 這就像細胞倒退了一步，就像時間倒流。

從這種狀態，它們可以轉化為各種肌肉，如指尖的肌肉。 由此產生的類似幹細胞的細胞在傷口附近的區域建立了一個微型的原型，放置了必要的肌肉細胞，然後生長到一個可敬的大小。 這種顯著的現象被稱為 “去分化”。

迄今為止的研究已經證實，去分化發生在腿部的肌肉和眼睛的神經。 然而，人們認為它可能發生在整個身體，包括骨骼和面板中。

目前正在研究闡明 “幹細胞 ”和 “去分化 ”這兩種機制的結合產生蠑螈特有的驚人再生能力的詳細機制。

生物學上的一個偉大發現！ 是 “紅血球 ”下達了去分化的命令！

Chikafumi Chiba教授（筑波大學）正試圖揭開蠑螈細胞如何進行 “去分化 ”的奧秘。 千葉認為，秘密在於基因，並花了六年時間研究蠑螈體內所有的基因。 他發現只有一個蠑螈特有的基因，即Newtic1，其他動物都沒有。

我們將這個基因命名為 “Newtic1”，與 “newt ”結合在一起，在英語中是蠑螈的意思，因為它是我們發現的第一個基因。 我們希望Newtic1能在再生中發揮關鍵作用“。

當千葉用鐳射顯微鏡拍攝蠑螈傷口的再生時，他發現一個月後，由Newtic1產生的蛋白質（Newtic1蛋白）已經聚集在積極再生的區域。

此外，當用高倍顯微鏡對細胞進行三維觀察時，發現Newtic1蛋白像橡皮筋一樣包圍著細胞核。

這些細胞究竟是什麼？

在哺乳動物中，包括我們人類，紅細胞應該是專門運送氧氣的，與身體再生無關，但仔細檢查發現，蠑螈的紅細胞有一個 ”細胞核“，這在人類的紅細胞中是沒有的，而且它們會產生各種東西。 這是一個顛覆生物學常識的發現。

‘這實在是太出格了，紅血球正在積極地分泌某種東西，一種與再生有關的因素。 我不認為這是出乎意料的，而是一個以前沒有人想象過的故事”。

對蠑螈紅血球的仔細檢查顯示，至少有10種參與再生的重要蛋白質存在。 此外，對Newtic1蛋白進行仔細檢查後發現，它看起來就像圍繞著紅血球的橡皮筋一樣，是小而顆粒狀的。 由此，千葉擬定了一個方案。

當紅細胞到達傷口時，參與再生的蛋白質會進入Newtic1產生的顆粒中。 這些顆粒作為 “載體”，可以說，將參與紅細胞外再生的蛋白質釋放到需要的地方。 這開啟了脫分化，並支援無與倫比的再生能力。 雖然仍處於假設階段，但我們開始看到研究人員一直在追逐的一些驚人的再生能力。

千葉還發現，人類也有參與再生的物質，Newtic1會選擇性地從紅細胞中轉運出來。 如果是這樣的話，應該可以利用蠑螈的神奇機制為我們人類提供再生醫學。 千葉正在努力揭示更詳細的機制，以應用於再生醫學。

’我們研究人員希望證明蠑螈再生系統的假說，並在未來找出Newtic1進行的物質的詳細配方以及它們輸送到再生部位的時間，以找出為什麼人類有同樣的物質卻不能像蠑螈那樣再生，以及我們如何能做到這一點。 我們還希望建立一種醫療技術，透過軟膏、注射或靜脈滴注的方式向傷口輸送再生所需的物質“（千葉）。

他說，另一方面，這種驚人的再生能力對蠑螈是否有利也是值得懷疑的。

如上所述，在被敵人吃掉之前，一條缺失的腿需要五個多月的時間才能重新生長，這使得它幾乎沒有逃跑的作用。 換句話說，他們認為自己的再生能力在本質上並不十分有用。

‘即使是人類，在胎兒時期就有很強的再生能力，當他們從母親的肚子里長出來時，也會失去這種能力。 人們認為，進化過程使人類在陸地上留下疤痕和關閉傷口更有利。 那麼，蠑螈是如何獲得這種再生能力的？ 這是很難想象的”（千葉）。

全基因組分析揭示了再生能力的秘密

蠑螈再生能力的秘密已經被揭開，現在正在進行最新研究，透過 “全基因組分析 ”找出它的秘密。

廣島大學的兩棲動物研究中心正在對蠑螈的全基因組分析進行研究，該中心有一個獨特的設施，稱為 “蠑螈農場”，在任何時候都有超過1000只蠑螈。

基因組是所有的遺傳資訊，其中基因是蛋白質的藍圖，透過研究基因以外的部分的功能，目的是找到蠑螈再生能力的關鍵。

蠑螈農場飼養的蠑螈是伊比利亞託凱蠑螈，是世界上最大的蠑螈之一，生活在西班牙和其他國家。 它們一次可以產生多達600個卵子，生長迅速，並能在短時間內繁殖，從相同的親本中產生大量均勻的卵子，使得有效地進行遺傳和其他研究成為可能。

需要大量工作的整個基因組的解碼工作已經一蹴而就，所有的核苷酸序列已經被揭示。

然後，由於對序列的詳細研究，出現的是 “逆轉錄基因 ”現象，即基因組的一部分被複制並貼上到其他地方。 這種情況發生得如此頻繁，以至於蠑螈的基因組已經增長到人類基因組的七倍以上。由逆轉錄酶子產生的基因組重複部分以前被認為是沒有功能的無用部分。

然而，現在已經發現，這種再生能力最強的蠑螈，和蠑螈一樣，也有非常多的由逆轉錄基因產生的基因組重複序列，現在可以認為它們有非常重要的作用。 Toshinori Hayashi（廣島大學兩棲動物研究中心教授），一位再生生物學的研究員說

有人說，蠑螈的基因組大小是由於它們有大量的重複序列垃圾，基因組的大小是沒有意義的。透過詳細分析整個基因組，Hayashi和他的團隊正試圖揭開這些生物非凡的再生能力背後的秘密，例如，尋找它們之間的共同點。

我們不知道為什麼蠑螈有非凡的再生能力，也不知道其他生物是否曾經擁有這種能力，但我們被蠑螈的神秘機制所折服。 由於研究人員多年的辛勤工作，再生能力背後的部分機制已經被揭示出來，可能用不了多久，一種從未見過的新的再生醫學就會誕生。

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