2018-02-13 20:49:10
如果人類有一個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。此前，國內(nèi)對鹿茸的研究仍停留在成分、藥用范疇，實際上，鹿茸作為哺乳動物唯一能夠完全再生的附屬器官，其蘊含的非凡意義卻長期缺乏重視。
30多年來，中國農(nóng)科院特產(chǎn)所研究員、特種經(jīng)濟(jì)動物分子生物學(xué)省部共建國家重點實驗室常務(wù)副主任李春義一直在鹿茸再生領(lǐng)域深耕，這份堅持與執(zhí)著終于守得云開見月明，他成功揭示鹿茸的再生機理，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)獎一等獎。
一生追尋的目標(biāo)：造福人類
器官的喪失或功能的衰竭是人類健康面對的兩大難題，目前最主要的應(yīng)對措施是移植新的器官，然而要從根本上解決問題，研究缺損器官的再生是關(guān)鍵。哺乳動物器官再生是再生生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的制高點。
“像蠑螈一樣可以完全再生出肢體和器官”是人類一直以來的心愿，蠑螈的再生現(xiàn)象雖令人向往，但是去分化再分化的過程是低等脊椎動物獨有的，掌握蠑螈再生的訣竅并不意味著人類能夠“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物器官，為我們提供了了解自然界如何解決哺乳動物器官完全再生奧秘的機會。”李春義在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示。
如果可以揭示鹿茸完全再生的機制，就可能誘導(dǎo)斷肢、斷腿、斷指再生長，能夠以此造福人類是李春義一生追尋的目標(biāo)。
早在1982年，李春義讀碩士時就開始了鹿茸再生生物學(xué)領(lǐng)域的研究。這場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），這兩項成果不但從理論上實現(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年中國科協(xié)頒發(fā)的“中國青年科技獎”。
不過，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。
這些都為造福人類的夢想奠定了良好的基礎(chǔ)。
拿到哺乳動物再生的“鑰匙”
要想從鹿茸再生途徑實現(xiàn)人類的肢體再生，如此大的跨越，李春義意識到還有很長的路要走。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，而且用實驗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)胞從長茸的地方拿走，發(fā)現(xiàn)原來的地方就不能再長茸了，把它放到鹿體其他部位，其他部位就開始長茸。“栽”到老鼠頭上也會長茸。
也就是說，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（World Research Promotion Council）授予的杰出科學(xué)家獎。
2013年，李春義毅然回國，“如果要進(jìn)一步揭示鹿茸再生的機制，國內(nèi)的科研環(huán)境再好不過。在這里，可以培養(yǎng)一支具有團(tuán)隊凝聚力的青年隊伍”。
在省部共建國家重點實驗室里，李春義打造了一個近30人的實驗室團(tuán)隊，這支團(tuán)隊主要由研究生、博士、博士后組成，為鹿茸研究不斷注入新鮮血液。經(jīng)過多年團(tuán)隊協(xié)作研究，徹底把鹿茸完全再生的分子機制摸清楚了。
“之后，我們把這個機制應(yīng)用到老鼠斷肢上實驗，發(fā)現(xiàn)在老鼠的斷肢處竟然誘導(dǎo)出了一個新的生長中心，實現(xiàn)了小的部分再生。即使是部分再生，對于哺乳動物來說，這個進(jìn)步也很了不起。”李春義說。
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)隊發(fā)現(xiàn)，斷肢不能再生的主要原因之一，就是由于其長骨骨膜細(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限的，把整個斷肢斷端如此復(fù)雜的組織歸結(jié)于一種細(xì)胞，實則是將問題最大限度地簡化，只要讓這種細(xì)胞提高生長分裂繁殖潛力，其他組織就會跟著長起來。
基于此，李春義首次提出了“干細(xì)胞依賴性”哺乳動物斷肢再生假說。該假說不同于現(xiàn)行的低等動物肢體再生的“胚芽依賴性”觀點。“干細(xì)胞依賴性”假說將整個再生過程定位到一種細(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)賦予長骨骨膜細(xì)胞巨大的分裂潛力，很有可能會實現(xiàn)哺乳動物（包括人）斷肢的再生。為此，李春義帶領(lǐng)團(tuán)隊利用鹿茸干細(xì)胞治療了大鼠及寵物狗的皮膚損傷，實現(xiàn)了完美的再生性愈合。
接下來，他們還將進(jìn)一步優(yōu)化各個條件，并嘗試讓斷端進(jìn)一步延長。此外，“我們打算做兩件事，第一是開發(fā)一些無傷疤傷口愈合類產(chǎn)品，第二是實現(xiàn)骨質(zhì)修復(fù)。希望未來爭取早日實現(xiàn)人類的肢體再生夢”。李春義說。
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