摘要
再生是指身体受伤或缺失部位再生的能力。虽然你可能认为再生是科幻小说或超能力，但令人惊讶的是，许多动物都有这种能力，包括蜥蜴。那么为什么蜥蜴是超级治疗者呢?蜥蜴能修复哪些器官，我们能从蜥蜴身上学到什么来帮助人类?为了回答这些问题和其他问题，我们仔细研究了一下我们有鳞的邻居。我们的研究揭示了看待老问题的新方法，比如如何修复皮肤、心脏甚至大脑。蜥蜴和其他物种为如何治愈提供了重要的经验教训，也许有一天会为促进人类健康提供新的方法。
蜥蜴Superhealers
如果在一次事故之后，你身体的某些部位可以再生呢?如果你不去医院就能修复伤口呢?这听起来可能像科幻小说，但这种情况一直发生在野生动物身上。
你可能知道有些蜥蜴可以重新长出尾巴。如果被捕食者抓住，许多蜥蜴，如豹壁虎，可以分离一部分尾巴。当捕食者忙于吃尾巴时，蜥蜴可以逃脱。新的无尾蜥蜴可以重新生长或再生更换尾巴[1］．但是蜥蜴能做的不仅仅是再生它们的尾巴。科学家们开始了解到一些蜥蜴还可以再生其他器官的部分，如皮肤、心脏和大脑。那么，为什么有些动物，比如蜥蜴，是超级治疗师，而其他动物，包括人类，却不是呢?
当人类皮肤受伤时会发生什么?
我们都经历过擦伤、烧伤和割伤，所以皮肤是我们最常受伤的器官也就不足为奇了。皮肤的作用不仅仅是把我们所有的内脏放在一起。它帮助我们调节体温，它提供保护免受太阳有害射线，它可以检测热、冷、疼痛和压力(触摸)。
所有脊椎动物(有脊椎的动物，包括鱼类、爬行动物和哺乳动物)的皮肤主要由两层组成:表皮层和真皮层。图1)．表皮是最外层，也是我们通常看到的部分。表皮之下是真皮层，它负责皮肤的许多功能。它包含皮肤的血液供应，并有神经，毛囊和汗腺。
- 图1 -皮肤上的疤痕
- 血管是伤口愈合的关键参与者。(一)哺乳动物伤疤的形成——哺乳动物受伤后，会形成大量的薄壁血管。这些血管缺乏支持细胞，因此经常漏水。皮肤的结构，如毛囊、神经和腺体，在受伤后不会被替换。(B)蜥蜴的皮肤再生——相反，蜥蜴在受伤后很少形成血管。这些血管确实有支持细胞，因此不会渗漏。受伤后皮肤结构会再生。
切到真皮层的损伤会导致出血，有时，疤痕形成。当真皮层被修复时，疤痕就会出现，但修复并不完美(图1一个)．例如，在人类中，有疤痕的皮肤不会重新长出毛发或汗腺。有疤痕的皮肤也比未受伤的皮肤弱。皮肤中的主要蛋白质叫做胶原蛋白．在未受伤的皮肤中，胶原蛋白看起来像是编织在一起，形成一个之字形。这种锯齿状的图案可以让皮肤拉伸。在有疤痕的皮肤上，锯齿状的胶原蛋白消失了，而是排列成平行的层。这些胶原蛋白层不能拉伸，使疤痕更容易撕裂。
一些物种可以再生皮肤
在蜥蜴身上，皮肤上的伤口愈合后不会留下疤痕。也就是说，皮肤已完全再生(图1 b)．事实上，一旦愈合完成，几乎不可能找到伤口的位置。那么，是什么让蜥蜴与众不同呢?
有趣的是，哺乳动物皮肤瘢痕形成过程中发生的所有主要事件也发生在其他物种的皮肤再生过程中。它们之间最大的区别在于伤口在受伤后多久开始愈合，愈合需要多长时间，以及涉及的细胞数量。皮肤再生通常比类似大小的疤痕愈合得更快。豹壁虎只需要大约5天就能重新形成表皮，而这个过程在人类身上可能需要1到2周。2］．
瘢痕和再生皮肤的关键区别之一涉及血管。在疤痕形成之前，伤口部位首先发育出许多细小的薄壁血管(图1一个这些血管缺乏正常血管的多层结构，有时会出现渗漏。相比之下，再生皮肤的伤口部位发育的血管较少，而血管较少做形态是多层的，就像未受伤皮肤的血管一样(图1 b一些科学家认为，这种血管形成的差异是人类皮肤留下疤痕的主要原因之一，而蜥蜴皮肤可以再生。
心脏受伤时会发生什么?
身体里永远得不到休息的肌肉是心脏。与腿部和手臂的肌肉在我们睡觉或看电视时得到放松不同，心脏昼夜不停地工作。心脏的作用是将血液输送到全身。血液为每个细胞输送氧气和营养物质，并清除二氧化碳和废物。这种气体和营养物质的交换对于维持身体的生命是必不可少的。
心脏由多种类型的细胞组成，但起主要作用的是心肌细胞［3.］．心肌细胞就像微型马达，数十亿个心肌细胞共同工作，产生心脏的泵送动作，使血液被输送到身体的所有细胞和器官。在人类和其他哺乳动物中，受伤的心肌细胞不能再生(图2一个)．例如，当某人经历心脏病发作时，可能会发生心脏损伤。在心脏病发作时，心脏的血管被阻塞，阻止心脏获得氧气。死亡的心肌细胞被胶原蛋白所取代，形成了永久的疤痕。由于这些疤痕不像心肌细胞那样拉伸和挤压，伤痕累累的心脏需要更努力地工作来泵血。
- 图2 -治愈心灵。
- (一)所有动物的心脏都由多种类型的细胞组成，但负责制造心脏泵的是心肌细胞。(B)蜥蜴心脏损伤导致心肌细胞的丧失(黄线内粉红色染色的丧失)。随着时间的推移，这些细胞分裂足够多次，以取代那些受损或丢失的细胞(黄线内的粉红色染色恢复)。在哺乳动物中，心肌细胞在心脏损伤后无法分裂，取而代之的是由胶原蛋白组成的永久性疤痕。
破碎的心重生
但并不是所有动物都是这样!像皮肤一样，心脏的某些区域可以在一些超愈合物种中再生。一些鱼类和蜥蜴可以再生失去的心肌细胞，而不是制造疤痕组织(图2 b)．那么这是怎么发生的呢?在这些物种中，当心脏受伤时，其现有的心肌细胞分裂产生新的心肌细胞。这些新形成的细胞取代了那些因受伤而失去的细胞。这让心脏看起来，但更重要的是的作品,就像原版一样。
为什么有些动物比其他动物更擅长替换失去的心肌细胞?它们的细胞有复制机制来成功分裂，细胞的环境也支持这种分裂。
脑损伤怎么办?
大脑是身体的控制中心，监督我们如何思考、感觉、行动和记忆。神经元是负责大脑大部分功能的脑细胞。神经元的工作是把信息从一个地方传送到另一个地方。长期以来，人们一直认为，一旦身体停止生长，大脑也会停止生长和变化。我们现在知道，大脑在一生中不断变化，甚至可以产生新的脑细胞。这让我们能够学习新事物，创造新记忆。在大脑中，干细胞是新脑细胞的来源。
如果我们的大脑可以改变，有多少改变是可能的吗?例如，如果一个人遭受了脑损伤或疾病，他或她的大脑可以修复吗?虽然人类和其他哺乳动物的大脑中有干细胞，但如果大脑受伤，这些细胞并没有多大帮助。当脑组织丢失时，它就不能再生，这使得大脑很难像以前那样运作。我们还不完全明白其中的原因，但似乎我们不能再生脑组织的原因是我们的干细胞不能产生很多神经元。神经元它们做形态并不总能到达需要它们的地方，即使它们能够到达那里，也可能无法存活。结果是没有足够的神经元来替代失去的神经元。
蜥蜴也能再生脑细胞!
有趣的是，一些蜥蜴能够并且确实能再生神经元(图3)．新的神经元到达受伤的地方，当它们到达时，它们继续存活。1] !为什么蜥蜴能在受伤后再生脑细胞，而许多其他动物却不能?
- 图3 -全新的脑细胞
- (一)蜥蜴大脑中主要的干细胞类型是放射状神经胶质细胞。放射状胶质细胞分裂产生新生神经元。(B)每个新的神经元都遵循由放射状神经胶质形成的直接路径到达最终目的地。(C)一旦到达那里，它们就会成熟，并在大脑中的其他(成年)神经元中生存。相比之下，在哺乳动物中，干细胞产生的神经元更少，也不擅长引导神经元到达最终目的地。
其中一个区别是存在于成年蜥蜴而不是成年哺乳动物体内的干细胞类型。在蜥蜴体内制造神经元的干细胞叫做径向神经胶质［4］．在哺乳动物出生前就发现了放射状神经胶质，但它们在我们出生后不久就消失了。蜥蜴即使成年后也会保留放射状神经胶质。放射状神经胶质不仅非常擅长制造神经元，而且它们也有很长的分支，新的脑细胞沿着这些分支攀升，直到到达最终目的地。新的脑细胞最终会变成新的神经元，和周围的旧神经元一样工作。
蜥蜴的教训
当科学家试图回答特别困难的问题时，他们可能会转向看似意想不到的课题。如果我们的皮肤、心脏或大脑受伤，我们首先想到的可能不是蜥蜴。然而，通过研究各种各样的生物，科学家们可以更好地了解我们与其他生物相似的方式，以及我们与其他生物不同的方式。例如，有些动物会留下疤痕，而另一些则会再生。如果我们想改善人类受伤后的愈合方式，一个很好的地方就是观察其他善于自愈的动物!随着科学家们继续研究和更好地理解再生生物学，这项研究将使疗法和治疗的发展能够改善人类健康。从蜥蜴身上学到的教训可能会让我们离成为超级治疗者更近一步!
术语表
再生：↑修复:一个细胞、组织或器官几乎完全替代已失去的细胞、组织或器官，恢复结构和功能的能力
疤痕：↑残缺:细胞、组织或器官不能替代已丧失的，导致功能丧失
胶原蛋白：↑人体中一种重要的结构蛋白。胶原蛋白是人体内含量最多的蛋白质。
心肌细胞：↑心肌细胞位于心脏的肌肉细胞，负责使心脏跳动
干细胞：↑一种细胞可以分裂产生多种不同类型的细胞，而不消耗自己。
径向神经胶质：↑在大脑和脊髓中制造新神经元的特殊干细胞。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
参考文献
[1]↑Jacyniak, K.， McDonald, r.p.，和Vickaryous, M. K. 2017。蜥蜴的尾巴再生及其他伤口愈合和组织恢复现象。J.实验生物学。220:2858 - 69。doi: 10.1242 / jeb.126862
[２]↑萨勃拉曼尼亚姆，N.， Petrik, J. J.和Vickaryous, M. K. 2018。VEGF, FGF-2和TGFβ壁虎正常和再生表皮的表达:爬行动物表皮稳态和伤口愈合的意义。j·阿娜特。232:768 - 82。doi: 10.1111 / joa.12784
[3]↑Jacyniak, K.和Vickaryous, M. K. 2018。豹壁虎心肌细胞的构成性增殖(Eublepharis macularius)．j . Morphol。279:1355 - 67。doi: 10.1002 / jmor.20850
[4]↑麦克唐纳，r.p.，维克aryous, m.k. 2018。豹壁虎内侧皮层神经发生的证据，Eublepharis macularius．科学。代表。8:9648。doi: 10.1038 / s41598 - 018 - 27880 - 6