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Science重磅-肢体再生由环境而非基因决定

两项重磅研究破解肢体再生机密

壁虎断尾再生,蝾螈断腿重生。人类不行。手指缺了,顶多长个疤。这个差距困扰了生物学几百年。主流的解释是:哺乳动物在进化中把再生需要的基因丢了。但2026年4月《科学》杂志刊发的两项研究同时给出了相反的答案——基因还在,程序没丢,只是被一个更急迫的系统盖住了。

第一项研究从小鼠说起。小鼠的指尖有个奇怪的特点:从最尖端切掉,骨头、血管、神经全能长回来;往上挪两毫米,同一根指头,同样的切法,只会结疤。研究人员把两块组织放到显微镜下比较,发现了一个肉眼可见的差异——硬度。

再生的那块组织里面填满了透明质酸,一种能抓住水分的糖分子,让组织保持湿润和流动。不再生的那块里面全是密密麻麻的胶原纤维,像一块被压实的湿纸巾。

研究人员做了一步关键操作。在本来只会结疤的位置,他们用一种叫HAPLN1的蛋白把透明质酸的网络固定住,不让它散掉。结果是:骨头开始长了。

另一项研究从跨物种比较入手。青蛙蝌蚪切了腿能长回来,小鼠胚胎切了腿不能。研究人员把两者的腿同时养在培养皿里,只做了一件事——降低氧气浓度。小鼠腿开始再生了。

关键是一种叫HIF1A的蛋白。它在低氧环境下稳定,会开启一套古老的代谢模式,同时撬开染色体上被锁住的再生相关基因。青蛙的HIF1A天生不怕氧气,小鼠的HIF1A一碰到正常氧气就被拆掉。不是小鼠没有再生能力,是它的氧感知系统太灵敏,在空气中自动关闭了再生程序。

哺乳动物的再生能力没有被删除,只是被两套系统压制了:一套是伤口愈合时疯狂堆砌胶原蛋白的本能,另一套是氧感知系统对再生的“刹车”。两套系统本来是为了快速止血防感染,代价是永久性地失去了重建组织的机会。这两套系统都是可以被干预的。让组织变软,或者让氧气浓度降下来,疤痕模式就能切换回再生模式。人类肢体再生的可能性,由此被重新摆上了桌面。