其實(shí)，人體蘊(yùn)藏著很多奧秘。比如細(xì)胞。這是美國多功能細(xì)胞工作室日前通過放大技術(shù)，將人體細(xì)胞和組織放大至1000萬倍之后的景象。圖片仿佛是出自最新的科幻電影，仿佛是探究一個(gè)完全陌生的世界，而實(shí)際上，圖片驚人的接近人體的內(nèi)部。這些3D的景象以最生動(dòng)、最詳盡的水平展示了人體內(nèi)部的構(gòu)造和工作，希望通過這一方式，令學(xué)生和科學(xué)家以全新的方式了解人體。
1788年的一天，英國倫敦亨特醫(yī)學(xué)院的學(xué)生們?cè)诮馄室痪吣行允w的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了一些令人驚異的事情。這個(gè)男人的解剖結(jié)構(gòu)是正常人的“鏡像”——他的肝臟長在左邊，心臟長在右邊。驚訝的學(xué)生們趕緊跑去找他們的老師，蘇格蘭醫(yī)生、病理學(xué)家馬修·貝利。但這位見多識(shí)廣的老師同樣被震驚了，他后來寫道：“即便那些最著名的解剖學(xué)家也沒有見過這種離奇到嚇人的情況。”
這是有關(guān)內(nèi)臟器官反置的首次詳細(xì)描述。兩個(gè)世紀(jì)后，身體器官的左右之謎仍然迷惑著科學(xué)家。如今，英格蘭醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)的發(fā)育生物學(xué)家多米尼克·P·諾里斯博士與其他一些科學(xué)家開始回答這個(gè)問題，他們從胚胎發(fā)育入手，試圖找出人體的左右之謎。
纖毛“攪起”不對(duì)稱
胚胎發(fā)育的最初期是左右對(duì)稱的，左邊是右邊的完美鏡像。“可以明顯看出左右不對(duì)稱的信號(hào)大約出現(xiàn)在胚胎發(fā)育的第6周前后。”新加坡分子與細(xì)胞生物學(xué)研究所的蘇迪普托·羅伊說。心臟首先展現(xiàn)出可以看得見的不對(duì)稱——心臟起初是一個(gè)小管，然后向左成為一個(gè)環(huán)。從這一時(shí)刻起，心臟的左右就開始不對(duì)稱地生長，兩邊的結(jié)構(gòu)不同了。與此同時(shí)，其他器官開始向不同位置移動(dòng)。胃和肝臟從胚胎的中軸線向右動(dòng)，大腸在其右邊長出闌尾。右邊的肺長出三個(gè)肺葉，但左邊的肺卻只有兩個(gè)肺葉。
實(shí)驗(yàn)人員還發(fā)現(xiàn)，其實(shí)看上去還對(duì)稱的早期胚胎在其兩邊就已產(chǎn)生出不同的蛋白質(zhì)。生物學(xué)家指出了這種左右對(duì)稱被打破的那個(gè)起始點(diǎn)：胚胎中軸線上的一個(gè)非常微小的節(jié)點(diǎn)。這個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)生長著無數(shù)根極其細(xì)微的纖毛，它們以1秒10次的速率旋轉(zhuǎn)。
這些旋轉(zhuǎn)的纖毛都是傾斜的，這使得它們具備把人體分成左右兩邊的能力。最近，美國紐約斯隆—凱特靈紀(jì)念癌癥中心的凱思琳·V·安德森和她的同事們破壞了使節(jié)點(diǎn)中的纖毛能夠傾斜的基因。他們?cè)凇栋l(fā)育》期刊上發(fā)表報(bào)告說，這種基因突變讓一些小白鼠的胚胎發(fā)展成鏡像解剖結(jié)構(gòu)。科學(xué)家們解釋說，胚胎在一個(gè)充滿液體的環(huán)境之中，如果纖毛是筆直的，那么它們就無法使液體向統(tǒng)一方向流動(dòng)。諾里斯博士打了個(gè)比方：“纖毛就像攪拌機(jī)。它們不斷旋轉(zhuǎn)，把液體推向一個(gè)方向——從左邊向右邊。這就自然而然地打破了胚胎的左右對(duì)稱。當(dāng)科學(xué)家們使小白鼠胚胎中的這種液體流動(dòng)方向逆反之后，就長出相反的器官。”
日本大阪大學(xué)的科學(xué)家報(bào)告說，僅兩個(gè)纖毛的旋轉(zhuǎn)就足以使這一工作完成。一旦液體開始流動(dòng)，只需要3個(gè)或4個(gè)小時(shí)，胚胎器官是向左還是向右發(fā)育就被決定了。在第一個(gè)階段，液體橫跨節(jié)點(diǎn)流動(dòng)，直到它到達(dá)左邊的邊緣。邊緣的環(huán)狀纖毛并不旋轉(zhuǎn)，不知道是什么原因，雖然這些纖毛不旋轉(zhuǎn)，但它們對(duì)流動(dòng)卻做出了反應(yīng)。
不對(duì)稱信號(hào)可能也會(huì)影響大腦發(fā)育
諾里斯博士說：“我們還不知道事實(shí)的真相，不明白導(dǎo)致這一情況發(fā)生的機(jī)制。”但科學(xué)家們猜測(cè)，細(xì)胞可能通過釋放一種“節(jié)點(diǎn)蛋白質(zhì)”做出反應(yīng)。這些節(jié)點(diǎn)蛋白質(zhì)從胚胎的左邊擴(kuò)散開來，進(jìn)而刺激其他細(xì)胞釋放它們自己的節(jié)點(diǎn)蛋白質(zhì)，促使裝載有這些節(jié)點(diǎn)蛋白質(zhì)的小環(huán)向左邊移動(dòng)，而不是向右邊。