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【科學講堂】動物界「死侍」 渦蟲海星識再生

2018-06-20

幹細胞醫療隊修復身體破損

電影《死侍2》已上映一段時間,由於被評為III級電影,未成年學生未能入場見識主角死侍(Deadpool)如何「寸嘴」及打不死。死侍與《變種特攻》系列中的金剛狼一樣擁有自我療癒能力,身體傷口可自行回復原狀。原來這樣的能力並不完全是天方夜譚;今天筆者跟大家介紹擁有這種能耐的生物:渦蟲(Planarian)。

擁有神奇再生能力

渦蟲是一種有點像蛞蝓(鼻涕蟲)、但結構較為簡單的生物。牠們生活於池塘、河流,或陸上潮濕的地方,擁有一雙能感受光線的「眼睛」,利用身上的纖毛協助移動。

牠們的再生能力早已享負盛名:將一條渦蟲切為幾部分,每一部分都可以各自長回一條渦蟲,完整地擁有各種器官。

有說最高紀錄是用這樣的方法將一條渦蟲變為279條!為什麼渦蟲擁有這種厲害的能力?

「新胚芽」幹細胞助修復

具「萬能細胞」之稱的幹細胞,可謂「多才多藝」,能聽從身體指令,發展成為不同類型的細胞,具有修補取代生病或年老細胞的功能,讓身體保持健康,猶如體內醫護團隊。

早在2011年,科學家已發現成年渦蟲身體各處有很多名為「新胚芽」(Neoblast)的活躍幹細胞;成年渦蟲一旦受傷,這些「新胚芽」就會發展成為適當的細胞,為渦蟲身體作出修復。

我們的身體並不是到處都有這種萬能細胞,難怪我們沒有相同的療癒能力了。然而縱然擁有這些幹細胞,身體又是怎樣對這些「新胚芽」發號施令呢?

Tetraspanin與細胞增生關係密切

世界各地許多科研機構,均有專門研究渦蟲這種再生功能,以求未來應用於醫療之中,美國史杜華斯醫學研究所(Stowers Institute for Medical Research)是其中一間。在2014年,該研究所發現某種化學物,能使部分渦蟲的咽喉脫落(對不起,渦蟲們!不過這樣科學家們才能有系統地研究你們特定部位的再生過程),然後再利用一種名為RNA干擾(RNA interference)的技術,抑制不同基因的活動。

他們發現蛋白質FoxA對渦蟲咽喉重生起茩垠n作用。FoxA活動被抑制的渦蟲身上,幹細胞雖然仍舊在渦蟲的傷口附近活躍地複製,但最終不能長回一個完整的咽喉。然而抑制FoxA卻並不影響渦蟲其他身體部位的重生。

今年我們又有新進展:Tetraspanin是一種存在於細胞膜上的蛋白質。科學家發現,沒有了這種蛋白質,幹細胞也不能幫助渦蟲重生。

這種蛋白質對身體再生的作用尚有待發現,不過我們已知道Tetraspanin也會幫助癌細胞在人體擴散,因此看來這種蛋白質跟細胞增生有很密切的關係。

小結

人體重生跟我們可能還有一點距離,不過值得讚歎的是,現今科技的水平已經容許我們對大自然作很深入的探索。今天我們作的基礎研究可能看似並不實用,然而日後卻可以用來幫助開發新的技術,為我們開啟更多的可能性。

作者簡介:張文彥 香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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