世世代代以來，科學家們一直認為無法再生失去的身體部位是人類及其他哺乳動物的根本限制之一。儘管像蠑螈這類生物能夠再生整條肢體，人類通常只能透過形成疤痕組織來癒合傷口。
然而，來自德州農工大學獸醫學與生物醫學科學學院（VMBS）的最新研究指出，哺乳類動物的再生能力可能並非完全不存在，而是隱藏在身體正常的癒合機制中，等待在適當條件下被激活。
「為什麼有些動物能再生，而其他動物，尤其是人類，卻不能，這是自亞里斯多德時代以來一直被提出的重要問題，」VMBS獸醫生理與藥理學系教授Ken Muneoka博士說。「我一生致力於理解這個問題。」
在發表於《自然通訊》期刊的研究中，Muneoka及其同事描述了一種新的兩步驟治療方法，使骨骼、關節結構及韌帶得以再生。雖然再生的組織並非原始組織的完美複製品，但研究人員相信此方法最終可幫助減少疤痕並改善截肢後的組織修復。
轉變癒合方向，避免疤痕形成
哺乳類動物受傷時，身體通常會以纖維化反應回應。在此過程中，成纖維細胞迅速封閉傷口並形成疤痕組織。雖然此反應有助於防止感染及進一步損傷，但也限制了身體重建失去組織的能力。
能夠再生的動物則走不同的路徑。例如蠑螈，類似的細胞會聚集成一種稱為再生芽（blastema）的結構，作為新組織生長的基礎。
「這些細胞彷彿有兩條路可走，」Muneoka說。「它們可以形成疤痕，也可以形成再生芽。我們的研究聚焦於重新導向傷口處已存在的成纖維細胞行為。」
為探究哺乳類癒合是否能被推向再生，研究團隊開發了一種依序使用兩種知名生長因子的治療方法。
第一步是在傷口已癒合後，施用成纖維細胞生長因子2（FGF2）。透過等待初步癒合完成，研究人員讓身體先正常反應，再進行干預。
Muneoka表示，團隊接著「改變接下來發生的事」。
FGF2促使形成類似再生芽的結構，這在哺乳類動物此類傷害後通常不會發生。數天後，研究人員施用第二種生長因子骨形態發生蛋白2（BMP2），促使這些細胞開始建造新組織。
「這真的是一個兩步驟過程，」Muneoka說。「你先讓細胞遠離疤痕形成，然後給予它們建造指令。」
研究中最重要的發現之一是，再生可能不需要從體外添加幹細胞，這是再生醫學中常見的做法。
「你不必真的取得幹細胞再植入，」Muneoka說。「它們已經存在——你只需要學會如何讓它們按你想要的方式行動。」
另一位參與研究的VTPP教授Larry Suva博士表示，這些結果挑戰了長久以來對哺乳類細胞能力的既定假設。
「我們曾認為無法被重新編程的細胞，事實上是可以的，」Suva說。「這種能力並非不存在——只是被掩蓋了。」
研究人員還發現細胞可以被重新導向，創造出其通常不會形成的結構。這種過程稱為位置再規範（positional re-specification），是發育過程中的重要部分。
實際上，通常形成某種組織的細胞，可以在受傷後被指示重建不同的結構。
再生骨骼、肌腱、韌帶與關節
雖然再生的組織並非原始解剖結構的完全複製，但研究人員成功恢復了截肢時移除的所有主要結構，包括骨骼、肌腱、韌帶及關節組織。
再生區域包含骨骼成分與結締組織，排列模式類似自然解剖結構。
「我們再生了你在該傷害程度下所期望看到的結構，」Muneoka說。「結構存在——只是形式尚未完美。」
研究結果也顯示，再生依賴多條生物途徑共同作用。重建組織遠比啟動單一機制複雜得多。
癒合潛在益處
儘管研究仍處於早期階段，科學家相信此方法在完全再生實現之前，已有實際應用潛力。
此方法不僅著眼於替代缺失結構，更可能透過減少疤痕形成與提升組織修復，改善癒合結果。
「人們應該開始思考在癒合過程中使用這些訊號，」Muneoka說。「即使只是稍微偏離疤痕反應，也能帶來實質效益。」
臨床測試的路徑也可能比許多實驗療法更為直接。BMP2已獲美國FDA批准用於特定醫療應用，FGF2目前也正接受多項臨床試驗評估。
哺乳類再生的新視角
該研究增添了越來越多證據，顯示哺乳類的再生能力可能並非完全喪失，而是通常在癒合過程中處於休眠狀態。
「這改變了我們對可能性的看法，」Suva說。「一旦證明再生可以被激活，就開啟了全新問題的探討之門。」
對Muneoka而言，這些問題推動了他數十年的研究，現在也有了令人振奮的新框架。
「哺乳類的再生失敗是可以被挽救的，」他說。「現在我們有一個模型，開始找出方法。」
