2018-02-13 20:49:10
如果人類(lèi)有一個(gè)10厘米的大傷口，是不可能很快愈合而且不留傷痕的，然而鹿茸卻能做到這一點(diǎn)。此前，國(guó)內(nèi)對(duì)鹿茸的研究仍停留在成分、藥用范疇，實(shí)際上，鹿茸作為哺乳動(dòng)物唯一能夠完全再生的附屬器官，其蘊(yùn)含的非凡意義卻長(zhǎng)期缺乏重視。
30多年來(lái)，中國(guó)農(nóng)科院特產(chǎn)所研究員、特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物分子生物學(xué)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任李春義一直在鹿茸再生領(lǐng)域深耕，這份堅(jiān)持與執(zhí)著終于守得云開(kāi)見(jiàn)月明，他成功揭示鹿茸的再生機(jī)理，為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了優(yōu)秀的研究模型。相關(guān)研究成果榮獲2017年吉林省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
一生追尋的目標(biāo)：造福人類(lèi)
器官的喪失或功能的衰竭是人類(lèi)健康面對(duì)的兩大難題，目前最主要的應(yīng)對(duì)措施是移植新的器官，然而要從根本上解決問(wèn)題，研究缺損器官的再生是關(guān)鍵。哺乳動(dòng)物器官再生是再生生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的制高點(diǎn)。
“像蠑螈一樣可以完全再生出肢體和器官”是人類(lèi)一直以來(lái)的心愿，蠑螈的再生現(xiàn)象雖令人向往，但是去分化再分化的過(guò)程是低等脊椎動(dòng)物獨(dú)有的，掌握蠑螈再生的訣竅并不意味著人類(lèi)能夠“復(fù)制”這種能力。
而李春義卻捕捉到鹿茸再生的重要性。“鹿茸是唯一在失去后還能完全再生的哺乳動(dòng)物器官，為我們提供了了解自然界如何解決哺乳動(dòng)物器官完全再生奧秘的機(jī)會(huì)。”李春義在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示。
如果可以揭示鹿茸完全再生的機(jī)制，就可能誘導(dǎo)斷肢、斷腿、斷指再生長(zhǎng)，能夠以此造福人類(lèi)是李春義一生追尋的目標(biāo)。
早在1982年，李春義讀碩士時(shí)就開(kāi)始了鹿茸再生生物學(xué)領(lǐng)域的研究。這場(chǎng)與鹿茸再生之間的角逐一做就是30余年。
從1985年到1990年，李春義實(shí)現(xiàn)了公鹿一年再生兩次茸（自然情況下，公鹿只生一次）和母鹿生茸（自然情況下只有公鹿生茸），這兩項(xiàng)成果不但從理論上實(shí)現(xiàn)了重大突破，而且產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，純收益超億元。為此，李春義獲得了1990年中國(guó)科協(xié)頒發(fā)的“中國(guó)青年科技獎(jiǎng)”。
不過(guò)，李春義并未停止前進(jìn)的步伐。為能夠繼續(xù)深入研究鹿茸，1991年初，他進(jìn)入當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是世界鹿茸研究中心的新西蘭皇家農(nóng)業(yè)科學(xué)院Invermay研究中心工作，開(kāi)始了一系列的鹿茸生物學(xué)探索性研究。
這些都為造福人類(lèi)的夢(mèng)想奠定了良好的基礎(chǔ)。
拿到哺乳動(dòng)物再生的“鑰匙”
要想從鹿茸再生途徑實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的肢體再生，如此大的跨越，李春義意識(shí)到還有很長(zhǎng)的路要走。1993年，李春義在新西蘭Otago大學(xué)醫(yī)學(xué)院攻讀博士學(xué)位，所選課題為利用標(biāo)記基因手段追蹤鹿茸再生干細(xì)胞。
在讀博期間，他發(fā)現(xiàn)并精確定位了鹿茸再生的功能細(xì)胞團(tuán)，即角柄（鹿頭部的骨樁，鹿茸再生的組織基礎(chǔ)）骨膜細(xì)胞團(tuán)。對(duì)角柄骨膜細(xì)胞定性研究發(fā)現(xiàn)，它們是介于成體干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞之間的一種特殊干細(xì)胞類(lèi)型，并將其定義為鹿茸再生干細(xì)胞。
李春義不但首次提出，而且用實(shí)驗(yàn)證明了鹿茸的完全再生是基于這種干細(xì)胞的存在。“不同的器官和組織有不同的干細(xì)胞，鹿茸就有一種很特殊的干細(xì)胞。”李春義介紹，他把干細(xì)胞從長(zhǎng)茸的地方拿走，發(fā)現(xiàn)原來(lái)的地方就不能再長(zhǎng)茸了，把它放到鹿體其他部位，其他部位就開(kāi)始長(zhǎng)茸。“栽”到老鼠頭上也會(huì)長(zhǎng)茸。
也就是說(shuō)，分離所得的鹿茸再生干細(xì)胞可以誘發(fā)異位生茸。這種特殊干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，就像拿到了再生的“鑰匙”。同時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位了鹿茸再生干細(xì)胞的微環(huán)境，即角柄皮膚的內(nèi)皮層；確定了構(gòu)成鹿茸干細(xì)胞微環(huán)境的幾種關(guān)鍵細(xì)胞類(lèi)型—真皮毛乳頭細(xì)胞和表皮細(xì)胞；進(jìn)而建立了鹿茸再生干細(xì)胞與其微環(huán)境細(xì)胞的離體共培養(yǎng)體系，為分離和鑒別刺激鹿茸再生的相關(guān)分子奠定了基礎(chǔ)。
該研究成果發(fā)表后，在國(guó)際上再生生物學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大反響，為此，李春義獲得了由世界研究促進(jìn)委員會(huì)（World Research Promotion Council）授予的杰出科學(xué)家獎(jiǎng)。
2013年，李春義毅然回國(guó)，“如果要進(jìn)一步揭示鹿茸再生的機(jī)制，國(guó)內(nèi)的科研環(huán)境再好不過(guò)。在這里，可以培養(yǎng)一支具有團(tuán)隊(duì)凝聚力的青年隊(duì)伍”。
在省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里，李春義打造了一個(gè)近30人的實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)，這支團(tuán)隊(duì)主要由研究生、博士、博士后組成，為鹿茸研究不斷注入新鮮血液。經(jīng)過(guò)多年團(tuán)隊(duì)協(xié)作研究，徹底把鹿茸完全再生的分子機(jī)制摸清楚了。
“之后，我們把這個(gè)機(jī)制應(yīng)用到老鼠斷肢上實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在老鼠的斷肢處竟然誘導(dǎo)出了一個(gè)新的生長(zhǎng)中心，實(shí)現(xiàn)了小的部分再生。即使是部分再生，對(duì)于哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō)，這個(gè)進(jìn)步也很了不起。”李春義說(shuō)。
斷肢是非常復(fù)雜的，涉及骨頭、骨髓、肌肉、血管、神經(jīng)、脂肪等，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，斷肢不能再生的主要原因之一，就是由于其長(zhǎng)骨骨膜細(xì)胞（鹿茸再生干細(xì)胞）的分裂繁殖潛力不行。而鹿茸的分裂繁殖潛力幾乎是無(wú)限的，把整個(gè)斷肢斷端如此復(fù)雜的組織歸結(jié)于一種細(xì)胞，實(shí)則是將問(wèn)題最大限度地簡(jiǎn)化，只要讓這種細(xì)胞提高生長(zhǎng)分裂繁殖潛力，其他組織就會(huì)跟著長(zhǎng)起來(lái)。
基于此，李春義首次提出了“干細(xì)胞依賴性”哺乳動(dòng)物斷肢再生假說(shuō)。該假說(shuō)不同于現(xiàn)行的低等動(dòng)物肢體再生的“胚芽依賴性”觀點(diǎn)。“干細(xì)胞依賴性”假說(shuō)將整個(gè)再生過(guò)程定位到一種細(xì)胞，即斷端的骨膜細(xì)胞（干細(xì)胞）。
據(jù)此，他提出如果能夠利用現(xiàn)代技術(shù)賦予長(zhǎng)骨骨膜細(xì)胞巨大的分裂潛力，很有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物（包括人）斷肢的再生。為此，李春義帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用鹿茸干細(xì)胞治療了大鼠及寵物狗的皮膚損傷，實(shí)現(xiàn)了完美的再生性愈合。
接下來(lái)，他們還將進(jìn)一步優(yōu)化各個(gè)條件，并嘗試讓斷端進(jìn)一步延長(zhǎng)。此外，“我們打算做兩件事，第一是開(kāi)發(fā)一些無(wú)傷疤傷口愈合類(lèi)產(chǎn)品，第二是實(shí)現(xiàn)骨質(zhì)修復(fù)。希望未來(lái)爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的肢體再生夢(mèng)”。李春義說(shuō)。
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