一位科学家的毕生追求即将成功：神经再生且无疤痕愈合

　　现在，在兰肯瑙医学研究所，Heber-Katz已经在小鼠和大鼠身上证明了这种药物对多种疾病的治疗前景——不仅是外部伤口，还有神经损伤、牙周病和骨质疏松症。她说，正在发生的不仅仅是治愈，她把自己的研究结果比作蝾螈再生失去肢体的能力。

　　

Ellen Heber-Katz的博士后研究员本应在费城Wistar研究所的实验室鼠的耳朵上打些小洞，用一种标准的技术来显示哪些鼠接受了实验治疗。但当Heber-Katz几周后检查这些动物时，它们的耳朵都完好无损。

尽管如此，这位博士后仍然坚持说她打了耳洞，所以科学家们用不同的鼠再试一次。三周后，鼠耳朵上的洞也消失了。伤口不仅愈合了，而且耳朵看起来完全正常，有了新的软骨、毛发，没有任何疤痕。

Heber-Katz偶然发现了一种具有超愈合能力的鼠，这开启了她长达20多年的探索之路。首先，她破译了赋予动物这种恢复能力的基因怪癖。(这种超级愈合是他们在实验室培养的自身免疫性疾病的意外结果。)然后，她和同事们想出了如何激活正常小鼠的这种反应，只需给它们注射一种药物。

现在，在兰肯瑙医学研究所，Heber-Katz已经在小鼠和大鼠身上证明了这种药物对多种疾病的治疗前景——不仅是外部伤口，还有神经损伤、牙周病和骨质疏松症。她说，正在发生的不仅仅是治愈，她把自己的研究结果比作蝾螈再生失去肢体的能力。

需要注意的是:大多数对鼠有效的药物最终对人类无效。在这种情况下，一些生物学家警告说，真正的再生是一个复杂的过程，在哺乳动物中几乎闻所未闻，他们对仅仅通过服用药物就能激活它表示怀疑。

Heber-Katz毫不气馁地说，这种药物促进了健康新细胞的生长，就像鼠(或人类)胚胎中发生的那样。当它被注射到白发苍苍的3岁鼠(大致相当于90岁的人类)身上时，这些动物的伤口恢复得好像时光倒流了。

“头发完全长回来了，”她说。“它甚至会从灰色变成黑色。”

Heber-Katz正在解决的健康问题是巨大的。美国每年仅在伤口护理上就花费数十亿美元，包括治疗糖尿病性皮肤溃疡和其他慢性、无法愈合的伤口。

Heber-Katz是费城东北部人，她决心将自己在实验室的成功应用到现实世界中。她和加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的生物工程学教授Phillip B. Messersmith已经为这种名为1,4- DPCA的药物申请了用于组织再生的专利。两人还成立了一家名为MRL Bio的公司，以具有增强愈合能力的自身免疫小鼠的品种命名。

Heber-Katz用来治疗小鼠的药物，1,4-DPCA，可以根据疾病(或损伤)以多种方式应用。除了将其注射或直接应用于动物的皮肤外，她和她的合作者还将这种物质浸透到缝合线中，使小鼠从手术伤口中愈合而没有疤痕。

其他科学家为了不同的目的开发了这种化合物。Heber-Katz在研究了耳伤意外愈合的自身免疫小鼠后认为它可能促进愈合。

她发现，动物受伤部位的细胞表现得很像鼠或人类胚胎中的细胞:它们生长迅速，在低氧环境中代谢营养物质，这一过程由一种名为HIF-1- α的“主蛋白”调节。

这种蛋白质在正常小鼠和人类体内也存在，但它会迅速分解。这就是药物的用武之地。这种物质抑制HIF-1- α的分解，导致蛋白质水平升高，所以她推测它会在正常小鼠中促进一个增压的愈合环境。

她是对的。她在2015年与伯克利工程师Messersmith的一项研究中报告称，在注射了这种药物后，正常小鼠能够从没有疤痕的伤口中愈合，就像患有自身免疫性疾病的小鼠一样。在另一项研究中，两人报告说，这种药物使鼠从前肢的神经损伤中痊愈。

这一进展是在数十年艰苦的实验室工作之后取得的，他们探索了与愈合有关的遗传学和新陈代谢的不同方面。Heber-Katz将这种“偶然”的过程比作盲人遇到大象的古老寓言。“这就像闭着眼睛感受这头大象，试图找到合适的东西，”她说。

大多数再生受损人体组织的尝试都涉及到精心制作的合成“支架”，这些“支架”中植入了干细胞或生物活性分子。Messersmith说，这种策略收效甚微。另一方面，在小鼠和大鼠身上，他和Heber-Katz仅仅通过给药就取得了很好的效果。他说:“这里和其他地方太不一样了。”

肯塔基大学(University of Kentucky)生物学家Ashley W. Seifert是对Heber-Katz的小鼠的愈合能力提出质疑的人之一，他用一种不同的方法在小鼠身上诱导了类似再生的愈合。他说，考虑到我们的祖先在很久以前就失去了再生的自然能力，如果他们曾经有过这种能力，那么任何一种药物都不太可能有能力唤醒它。

“大多数基础科学家会明确地告诉你，再生是一个相当复杂的过程，”他说。“在很长一段时间内，有很多事情必须发生。这种认为存在单一药物靶点的想法是极不可能的。”

Nadya Lumelsky是美国国立卫生研究院国家牙科和颅面研究所的前项目经理，他对迄今为止的小鼠研究结果感到鼓舞。在了解了Heber-Katz的工作后，Lumelsky让这位科学家与Messersmith取得了联系，两人最终合作。

Lumelsky还将这对夫妇与宾夕法尼亚大学牙科医学教授George Hajishengallis联系起来。在2020年的一项研究中，研究小组发现，这种药物可以刺激下颌骨受伤的鼠的新骨生长，这表明它可能对治疗牙周病有用。在一次采访中，Lumelsky同意再生是一个复杂的过程。提高一种蛋白质的水平可能只是这个谜题的一部分。“也许你需要控制几个分子才能达到最好的效果，”她说。

Heber-Katz对此没有异议，他一直在研究与治疗过程有关的其他分子。但她确信HIF-1- α起着核心作用。

下一步是在更大的动物身上测试这种药物，她希望明年能做到这一点，然后最终在人类身上进行研究。

这是一段漫长的旅程，因为Heber-Katz在免疫学这一不同的领域接受过训练，所以这一过程更具挑战性。1998年，当她发表了第一批超级治愈小鼠的研究结果时，几位同行警告她不要改变自己的职业生涯。

她不认识再生生物学领域的人，也没有人能代表她写信或介绍。有些人过去是，现在仍然是，持怀疑态度。但她还是坚持了下去。

“科学就是发现，”她说。“这不是要同意其他人的意见。”HIF-1- α