这些可爱的蝾螈正在帮助科学家们研究一个严肃的问题：人类身体能否被诱导再生失去的手臂或腿？
东北大学的研究人员使用墨西哥钝口螈（axolotl）来研究肢体再生。（视频：Bryce Van Laanen/东北大学）
拥有滑稽的笑容和花边鳃的墨西哥钝口螈已经赢得了数百万人的心，成为受欢迎的水族馆宠物，并在视频游戏、儿童书籍和玩具店中成为流行文化偶像。
但这种可爱的蝾螈物种也在帮助研究人员调查一个严肃的医学谜题：人类身体是否可以被诱导再生失去的手臂或腿？
科学家们转向墨西哥钝口螈是因为它在再生方面非常擅长。成年墨西哥钝口螈在失去肢体后可以重新长出全新的肢体。
在周二发表于《自然通讯》杂志上的一项研究中，科学家们使用经过基因工程改造的发光墨西哥钝口螈来了解这一惊人特征的分子基础。
“这个物种很特别，”领导这项研究的东北大学生物学家詹姆斯·莫纳汉（James Monaghan）说。“它们真正成为了某些动物所具有的极端能力的冠军。”
尽管在野外墨西哥钝口螈濒临灭绝，但自19世纪以来，它们一直在实验室中被饲养和研究。
墨西哥钝口螈以其永远年轻而闻名。与其他如青蛙等两栖动物不同，墨西哥钝口螈不会经历完全变态，而是保留了一些幼体特征，如外鳃和蹼足，使其看起来非常可爱。
该物种还是复原之王，不仅能再生失去的肢体，还能再生心脏、肺甚至大脑的组织。
来自东北大学的荧光成像显示了墨西哥钝口螈被切断尾部后的细胞再生过程。（视频：詹姆斯·R·莫纳汉）
一个奇迹是，为了使身体部位再生，负责生长的细胞需要以某种方式记录它们在身体上的位置。例如，如果截肢是在上臂，它们必须重新创建上臂，然后是下臂，最后是手。但如果是在下臂，细胞必须知道只再生下臂和手。
“几个世纪以来，蝾螈以其再生手臂的能力而闻名，”莫纳汉说。“一个长期困扰该领域的问题是，蝾螈是如何知道要再生什么的。”
在这项研究中，莫纳汉和他的同事们研究了一种名为视黄酸的小分子，它似乎负责这种精确的编排。视黄酸是维生素A的一种衍生物，以其再生能力而闻名，与护肤产品中的视黄醇有关。
“任何人看半小时电视都会看到含有视黄醇的护肤品广告，”莫纳汉说。
他的团队使用经过基因工程改造的墨西哥钝口螈，使得其组织在视黄酸存在时会发光，从而实现实时跟踪。
然后，为了进行重要的科学研究，研究人员做了一些可能会让墨西哥钝口螈粉丝震惊的事情：他们切断了墨西哥钝口螈的手臂。
莫纳汉说，他的团队在手术前对墨西哥钝口螈进行了麻醉，并密切监测它们的健康状况。“重要的是，它们在截肢后不会像哺乳动物那样表现出疼痛或不适，并且在几周内就能完全再生，”他说。
当给予一种阻断分解视黄酸酶的药物时，墨西哥钝口螈再生的缺失肢体不正确，前臂处长出了上臂。未接受药物的对照组动物则正常再生。
这项研究表明，视黄酸的作用类似于GPS设备，帮助细胞确定它们的位置：视黄酸浓度越高，离身体中心越近。这种化学物质似乎激活了细胞内的基因或一组基因，以调节肢体生长。
“虽然我们距离再生人类肢体还很遥远，但这项研究是朝着这个方向迈出的一步，”缅因州MDI生物实验室的助理教授普拉亚格·穆拉瓦拉（Prayag Murawala）说。他的实验室帮助莫纳汉生产了用于研究的转基因动物，但并未参与研究本身。
“更好地理解基因调控回路对于我们在人类身上实现这一点至关重要，”穆拉瓦拉说。
谈到人类肢体再生，莫纳汉指出，每个细胞在其DNA中都包含了重建身体部位的蓝图。“我们都有相同的基因，”他说。“我们都是在胚胎时期就制造了这些肢体。”
现在的问题是找出正确的化学信号，以解锁人类出生后像墨西哥钝口螈那样的早期发育指令。
“这是生物学中最古老的问题之一，但它也是最未来主义的问题之一，”他说。
当莫纳汉20年前开始他的研究时，“大多数人不知道墨西哥钝口螈是什么。”但在过去的十年里，这种动物已经成为孩子们的痴迷对象，尤其是在2021年首次出现在视频游戏《我的世界》之后。
“这有点超现实，”他说。“你只是在机场、商场看到墨西哥钝口螈。我的孩子们总是带着墨西哥钝口螈玩具回家，因为人们知道我做什么。”
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