自然界有一种被称为“不死之身”的生物——涡虫，它长度不足1厘米，却拥有强大的再生超能力：哪怕被大卸八块，砍掉尾巴、内脏甚至头部，也能再生成为完整的个体。
前不久，神舟二十号载人飞船顺利升空，山东理工大学提供的涡虫作为科研对象也被一起带上天，这是我国首次开展涡虫空间再生实验。此项研究旨在进一步认识再生基本机制，研究结果有助于解决人类健康问题。
在西湖大学生命科学学院，干细胞再殖和组织再生研究实验室负责人雷凯带着团队也正努力破译涡虫再生的秘密。前不久，他们在Nature Communications（《自然-通讯》）杂志上发表了一项研究成果——研究发现线粒体形态动态变化调控涡虫个体再生。
小小的涡虫身上，究竟有着哪些神奇之处？近日，本报记者走进西湖大学，和涡虫来了一次“亲密接触”。
把它切成三段
一周后得到三只涡虫
一见面，雷凯就热情地带记者去看涡虫。在一间十几平方米的实验室里，透明的培养皿里传来哗哗的水流声，密密麻麻蠕动着许多小黑点。
雷凯笑着说，涡虫的再生能力实在太强，2018年实验室刚建起来时，仅有几百条，如今粗算算已有几万条。
涡虫是扁形动物门涡虫纲动物的统称，家族成员有几百种，在地球上已经存活了5亿多年。雷凯团队养的是地中海圆头涡虫，喜欢生活在流动的池塘或泉水中，完全依赖湿润的体壁进行呼吸。
据央视新闻客户端报道，在随神舟二十号飞船上行的生物和生命类科学实验样品中，涡虫等实验对象状态良好。在微重力与辐射交织的特殊环境下，地球生命体会呈现出怎样的变化？这正是空间生命科学研究的焦点。
“我们日常实验时，也会用伽马或X射线等辐射去干扰涡虫体内的成体干细胞，看看是否会产生影响，是否会干扰它的细胞增殖能力。”雷凯说，太空是个特殊的辐射环境，涡虫空间再生实验的开展，或许能给涡虫领域的科研工作者带来新的启发。
雷凯第一次关于涡虫的实验，是在他上大学时。“我们去学校后山采集涡虫做学生实验，把它切成三段，一周后得到了三只涡虫。”这种有趣的生物，令雷凯印象深刻。2011年，在美国Stowers（斯托尔斯）医学研究所就读博士后时，雷凯决定钻研干细胞再殖和组织再生领域，开启了他和涡虫的漫长故事。
在幽暗的迷宫里
发现一扇透着光的门
显微镜下，涡虫显得有点萌——一双滴溜溜的斗鸡眼，身体中下部位还有个“长鼻子”。
“‘鼻子’其实是进食的器官，靠它把食物吸进去。”雷凯说。
在另一个小培养皿里，被切成几段的涡虫身体在微微滑动。“它们正在进行再生，体内丰富的成体多能干细胞就是修复损伤器官和组织的关键。”雷凯解释，涡虫是少数几种在胚胎发生后仍能维持体内多能干细胞的生物之一。
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这个多能干细胞群被誉为“万能细胞”，可以迅速响应并迁移至受损部位，不断分化成各种细胞类型，用于生长、再生和替换凋亡细胞。
雷凯团队做过一个实验，用低剂量γ射线照射杀死了涡虫体内大量的干细胞，但他们后来观察到，最少只需1个仍存活的成体多功能干细胞，涡虫就可以完成包括干细胞群在内的所有细胞类型的体内再生！
涡虫如何感知自己丢失了哪部分组织？成体多能干细胞是如何受到调控并起始分化成不同细胞类型的？这是涡虫科研界的众多未解之谜的一部分，也是雷凯团队的课题。
他们已经向前迈进了一小步。2019年，入职西湖大学后不久，雷凯与北京大学等团队合作，联手利用先进的线粒体成像技术和新型线粒体荧光探针，探索线粒体的活动如何参与涡虫再生的过程。
“我们通过基因表达调控技术手段，敲降了涡虫的一种基因，破坏线粒体融合。”雷凯说，研究发现这并不会导致涡虫死亡，而是导致涡虫的再生能力显著受损，不能再生神经和肠道等复杂组织结构。而且，恢复线粒体的形态动态平衡后，再生缺陷得到有效挽救。
其后，通过对线粒体动态平衡调控的下游再生信号等进一步探索，研究团队发现，在涡虫再生过程中，线粒体动力学平衡是维持正常再生功能的关键。这一平衡不仅影响干细胞的多能性，还决定了细胞命运的选择和再生效率。
这一发现意味着什么？雷凯形容为“在幽暗的迷宫里发现了一扇透着光的门，前路怎么走、能不能走通还要继续探索”。
关于“再生”的想象
如今才刚刚开始
涡虫大约70%的基因能在人类基因组中找到同源序列。但与拥有“不死之身”的涡虫相比，人类只有肝脏等少数器官具有非常有限的修复能力，且这种能力可能还会随着年龄的增长而削弱。
科研工作者希望借助研究涡虫，了解其调控的奥秘，为人类再生医学提供新的思路。“比如，在体外培养出类似骨骼、脏腑等‘类器官’，作为医疗或者实验的重要材料。”雷凯说，他们希望能诱导成既有神经单元又有骨骼肌单元的一个神经肌肉“类器官”，或许对治疗肌无力的渐冻症患者有极大帮助。
目前，涡虫再生还是一个冷门的基础研究，尤其是产出的成果短时间内无法和转化挂上钩，从实验室到临床应用有非常长的一段路要走。对此，雷凯说，自己甘愿坐“冷板凳”，毕竟人们拥有的一切医学技术都是长期探索的结果。
而西湖大学和浙江，给雷凯等人吃了颗“安心丸”，无论从政策、项目审批以及资金支持上，都在努力为愿意长期致力于攻关医学难题的科研团队营造更为宽松的环境。
14年，对很多人来说是一段漫长的时间，但对雷凯来说，这只是他投身研究涡虫等组织再生领域的前奏。涡虫断裂后再生，还保留从前的记忆吗？重新长出来的头，还是原来的那个头吗？它如何实现原比例重构身体？还有非常多的未解之谜，等着去破译。
或许某一天，人类能借鉴自然界实现器官再造与抗衰老的终极目标，而这一切，可能就是从这些不足1厘米长的小虫开始的。返回搜狐，查看更多