在電影超凡蜘蛛俠中，大反派「蜥蜴教授」科特·康納斯原本是一個專門研究斷肢再生的大學物理教授，在一次與蜥蜴的融合實驗中他雖然成功的實現了斷肢再生，但是由於受到蜥蜴DNA的影響，他同時也變異成了一個邪惡的蜥蜴人魔，與代表正義的蜘蛛俠為敵……
這樣的劇情設定讓很多人都相信，編劇是受到蜥蜴能夠「斷尾再生」的影響而創造了「蜥蜴教授」這個角色。然而事實上，蜥蜴的「斷尾再生」與真正的斷肢再生有著本質的不同。「再生」的斷尾中沒有分節的尾椎骨，鱗片的排列和構造也與原尾不同，因此不能算是真正的「再生」。在陸生脊椎動物中，真正有斷肢再生能力的，應該是屬於兩棲動物的蠑螈。
事實上，斷肢再生在動物界絕不罕見，很多軟體動物和節肢動物，像海星、海綿、蜘蛛和螃蟹等動物都有這個能力。然而，對於在4億多年前經歷了從水到陸過程的陸生脊椎動物來說，大部分類群在演化過程中已經丟失了它們的可再生能力，包括我們人類。因此，蠑螈的斷肢再生，毋庸置疑地成為了科學家們關注的焦點。人們相信，破解這個謎團，有朝一日會對人類醫療技術的進步做出巨大貢獻。
圖1. 綠紅東美螈及其分布範圍(圖片來自參考資料1)
綠紅東美螈（Notophthalmus viridescens）是一種很早就被發現有斷肢再生能力的蠑螈，它們廣泛分布在北美大陸東部的亞熱帶和溫帶地區，並且成為了科學家們探索蠑螈斷肢再生之謎的一個重要研究對象。
斷肢再生的本質是高度分化的細胞經歷了自然的重編程過程，重新進入細胞周期並去分化，最終再次分化成為新的四肢。因此，找到那些與細胞周期調控相關的基因和代謝通路，是破解蠑螈斷肢再生之謎的關鍵。
以綠紅東美螈為研究對象，科學家們發現，與細胞周期密切相關的細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases, ERK）通路的持續激活是促使蠑螈肌肉細胞經歷重編程的關鍵因素。ERK通路的持續激活可能會推動其下遊p53的活性，並誘導一系列表觀遺傳修飾（epigenetic modifications），引發一些列肌肉細胞特異性基因（例如SOX6基因）的表達下調，最終推動成體細胞進入細胞周期並再分化生長出新的四肢。
圖2. ERK相關的重編程反應在蠑螈和哺乳動物細胞中的區別(圖片來自參考資料2)
顯然，人們最為關心的就是ERK通路在哺乳動物中的表現如何。遺憾的是，哺乳動物細胞中的ERK通路只能短暫激活，而不能像蠑螈那樣持續處於活躍狀態，因此哺乳動物細胞就不能進行後續的一系列去分化反應，這個結果解釋了為什麼哺乳動物沒有斷肢再生的能力。但是，生物的演化遠沒有想像的那麼快，特別是對於那些非常重要的功能。因此，我們有足夠的理由期待將來的某一天，從蠑螈身上學到的知識，能夠幫助我們的醫生操控諸如ERK通路等一系列的關鍵調控因子，使斷肢再生在人的身上成為可能。
參考資料：
1. Eastern newt. http://en.wikipedia.org/wiki/Eastern_newt.
2. Yun et al. 2014. Sustained ERK activation underlies reprogramming in regeneration – competent salamander cells and distinguishes them from their mammalian counterparts. Stem Cell Reports, Vol. 3: 15-23.
3. ERK. http://baike.baidu.com/view/1522765.htm
（內容來源於中國科普博覽科學新語林《從水到陸》專欄，作者PSG來自成都生物所兩棲爬行動物保護協會）
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