基于干细胞的修复和再生疗法是当今生物技术与医学行业最热门的领域之一。通过半个世纪的发掘，干细胞的潜能已经大部分被证实，并成功应用到临床实验。

尽管自然界中已有多种动物具备神奇的再生能力，能够不治自愈，但现阶段仍是人类所不能比拟的。今天，我们受伤后，受损组织仍会产生疤痕，甚至影响身体机能，但是以干细胞为核心的再生医学正在向这一事实发起挑战。

自然界具有神奇再生能力的动物

据英国新科学家杂志报道，一些动物能够使损失的组织器官神奇地再生，甚至仅通过一些细胞便能重生整个身体。当前《新科学家杂志》最新盘点了五种具有神奇再生能力的动物：

红斑蝾螈：神秘蛋白质是肢体再生的关键

早在1768年，医师拉扎罗-斯帕兰扎尼(Lazzaro Spallanzani)就开始研究蝾螈的肢体再生能力，几乎所有的蝾螈物种都能够重生它们的尾巴、四肢，甚至完整的心脏。更为惊人的是，蝾螈的这种再生能力在整个生命周期中都能得到保持。

当一只蝾螈损失它肢体的一部分，创伤处的细胞就会退行发育为干细胞，之后形成叫做胚芽的大量细胞体，新生的肢体就从这些细胞体中再次生长出来。

在2007年一项关于红斑蝾螈的研究中，英国伦敦大学学院的阿诺普-库马尔(Anoop Kumar)和同事研究显示一种由皮肤和神经细胞分泌的蛋白质——nAG，是形成胚芽的至关重要的元素。

三肠涡虫：一切为二产生两个三肠涡虫

三肠涡虫是一种奇妙的动物，如果将其身体一切为二，它将生长成为两个三肠涡虫。这些非寄生扁形虫生活在水中，或者陆地潮湿环境，它们通过细胞增殖和使用遍布全身的未分化干细胞改造现有器官，从而实现器官组织再生。其中一种叫做直口涡虫的三肠涡虫，它身体的任何部分都可重生为为一个完整的新涡虫，是实验室研究生物再生能力的最佳生物体。

如图所示，这是淡水三肠涡虫——三角涡虫，在试验中使用一把手术刀将三角涡虫从头部至咽喉把身体剖开，由于它的重生能力，产生了两只三肠涡虫。

海参：数周时间重生内脏器官

如图所示，这是印度尼西亚苏拉威西岛海域的Bohadschia argus海参，当遇到掠食者时，它会迅速将自身的内脏器官从身体尾部喷射出去引开掠食者，这是一种奇特的对策。之后海参会进行组织重生，先从消化系统开始慢慢重生，几个星期之后内脏器官便重生出来，又成为一条完整的海参。

海星：一小段触角便能重生整个身体

像海参一样，海星也是一种棘皮动物，具有分布式神经系统——位于皮肤之下的神经丛，同时，在嘴部周围有一个中心神经环。许多海星可将该中心神经环一分为二，然后分别生长一个新的海星。触角和中心神经环的任何部分都可以重生。印度太平洋海星就是“重生高手”，它们可以从一段触角生成整个身体，如果触角或者中心神经环受损，也可实现损伤性重生。

如图所示，七臂海星(Luidia ciliaris)的触角具有不同阶段的重生。

壁虎：具有尾部自切能力

当动物遭到掠食者攻击时最有可能被袭击的就是尾部，但壁虎不必担心这个问题，这正是它的应对掠食者的策略——当遭受掠食者攻击时，壁虎会自动断裂尾巴，使自己拥有充足的时间逃离。

这种肢体重生能力叫做“尾部自切”，存在于壁虎及蜥蜴、蝾螈等爬行物种之中。壁虎在尾部椎骨间存在一个叫做“破裂面”的弱点区域，当需要断尾求生时，尾部破裂面的特殊肌肉组织便会收缩，使椎骨断裂，肌肉进一步收缩尾椎骨从而使流血最小化。之后又会在断尾处再生组织，逐渐长出新的尾巴。

与两栖类动物不同，哺乳动物的再生能力受到一定限制。总体来看，只有处于发育早期和出生后不久的哺乳动物才具有较佳的再生能力。相反，成年动物组织的再生能力十分有限，多数会在伤口愈合的过程中形成疤痕，或者带来异常的组织重建。

干细胞与组织再生

干细胞（MSC）被许多医学界专家称为“万能细胞”，在修复机体、器官移植、医学美容等众多领域都会有极高的应用价值。经过增殖和分化后，干细胞可以发育成具有特定功能的成熟细胞系，在组织再生中扮演关键角色。

在人体内，间充质干细胞是得到最多研究的干细胞之一，这类干细胞具有分化成多类细胞的潜力，包括骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、以及脂肪细胞等等。

根据来源不同，间充质干细胞大致划分为以下几种：

■ 来源于骨髓的干细胞具有移动到身体远端的能力，且能与免疫系统相互作用，并生产具有生物活性的分子，以创造一个适合组织修复的微环境。因此，它在医疗上具有一定的潜力。但是，随着年龄增长，体内积存的炎性细胞因子及微环境都会影响骨髓间充质干细胞的质量；另外，其破坏性的采集方式也会让临床应用更具挑战性。

■ 研究发现，在新生儿的脐带中含有大量脐带间充质干细胞，具有很强的多向组织分化潜能，兼具器官损伤修复，造血功能恢复和免疫调节等多重作用。与骨髓间充质相比，因其具有“零”免疫排斥的特性，已被临床广泛应用于人体多系统疑难疾病的治疗。

■ 脂肪也是间充质干细胞的主要来源。对人类来说，脂肪组织里有着丰富的专能干细胞，它们能在体内或体外环境下进行分化，可产生多种细胞类型。主要用于皮肤软骨损伤和瘢痕组织的修复，更多情况下，仍以医美抗衰领域应用居多，如面部整形、颅骨修复、丰胸、塑形等。

间充质干细胞的特性

（1） 促进支持造血：移植 MSC可以加快造血微环境的重建，通过与造血干细胞相互作用、分泌表达造血相关的因子来支持和促进造血的顺利进行。

（2） 低免疫原性，无需配型：MSC不表达或低水平表达一些移植排斥相关的细胞表面标志（如HLA-DR、CD40），因而免疫原性比较低，能逃避宿主免疫系统的识别和攻击。

（3） 免疫调节：MSC具有免疫调节能力，促进免疫功能恢复平衡。

（4） 多向分化：MSC在特定合适条件下可向心肌、骨骼、肌肉、脂肪、神经等组织细胞分化。

（5） 改善局部微环境：MSC可以通过分泌相关因子改善附近细胞生长微环境，促进其再生或修复。

（6） 可体外扩增：MSC在人体以外的合适培养条件下，短时间内即可实现数目上的倍增，可满足临床用量需求。

再生医学的今天和明天

间充质干细胞目前在临床上广泛应用于各种组织损伤的修复，对患者局部和全身其他关节、肌肉、神经和韧带进行保健性维护、修复和保养，使全身状况得以改善。

2014年10月7日，中央电视台《新闻联播》报道：家住盐城的吴维经子宫内膜修复成功产下一名健康的宝宝，这是世界首例干细胞修复子宫内膜生育的成果，也是我国科学家首创的干细胞修复技术的一次成功应用。

2018年1月12日，在南京鼓楼医院，全球首例通过再生医学技术治疗卵巢早衰获得成功，患者已诞下一健康男婴。这标志着我国在卵巢再生临床研究中取得了突破性进展。

2018年5月30日，英国纽卡斯尔大学一项研究：使用3D打印人类角膜，能有效帮助失明患者重见光明。目前研究人员仍在不断试验，努力确保角膜移植后不会发生排斥反应，可以正常工作。

脊髓损伤不仅会给患者本人带来身体和心理上的严重伤害，导致瘫痪甚至死亡，还会给整个家庭带来沉重的负担。长时间以来，各国临床专家采取了多种方法治疗脊髓损伤，但都以失败告终。现在间充质干细胞移植疗法，让脊髓损伤患者站起来的梦想终见曙光。

在澳大利亚和美国，已经使用人体脂肪组织中提取出的间充质干细胞，通过注射方式注入关节腔，对半月板进行修补，从而达到膝关节半月板修复再生的效果。

据报道，我国科学家通过使用干细胞技术来进行牙髓再生临床研究，目前已经有了许多的患者通过使用干细胞技术实现了牙髓再生。

未来，随着干细胞、组织工程等研究的不断深入，必将激励更多有意义的探索，开展更多跨领域的研究尝试，拉近机体“满血复活”的距离。

我们期待，有朝一日能真正实现全人体的组织再生，让各种因先天性残缺、创伤或是疾病引起的组织损伤得以修复。

再生医学，不再遥远。