在南美的一条河流附近，一只不起眼的淡水蜗牛正在做人类眼科医学梦寐以求的事情。
它失去了一只眼睛。三十天后，这只眼睛完全重新长出来了。晶状体、视网膜、视神经，所有的部分都恢复了。没有疤痕，没有残留损伤，没有视力丧失。
这只蜗牛的名字是金苹果螺，它的再生能力可能是解开人类眼睛修复密码的钥匙。
加州大学戴维斯分校的生物学家爱丽丝·阿科尔西正在研究这种蜗牛如何做到这一点。她的发现刚刚发表在《自然通讯》杂志上，这可能标志着再生医学的一个转折点。
从蜗牛壳中诞生的奇迹
故事要从一个有趣的观察开始。
阿科尔西在阅读文献时有个想法：为什么没有人用蜗牛来研究眼睛再生？早在1766年，科学家就已经记录到蜗牛有着惊人的再生能力。一只被斩首的花园蜗牛可以重新长出整个头部。但没有人系统地研究这种能力如何能帮助我们理解眼睛的再生。
答案很简单：没有找到合适的研究对象。大多数蜗牛在实验室中很难饲养，繁殖缓慢，而且经历复杂的变态发育过程。
但金苹果螺不同。这种原产于南美的蜗牛虽然现在是许多地区的入侵物种，但正是它在新环境中茁壮成长的特性使其成为了完美的实验室模型。它生命力强悍，繁殖周期短，一次可以产下大量卵。在可控的实验室环境中，它们就像生物研究的理想工具。
最重要的是，金苹果螺拥有一种"相机式"眼睛，与人类眼睛的结构惊人相似。
人类眼睛是一个复杂的光学仪器。光线进入角膜，通过晶状体对焦，最后投射到视网膜上。视网膜覆盖了数百万个感光细胞，这些细胞将光转换为电信号，通过视神经传送到大脑。
金苹果螺的眼睛也是这样工作的。事实上，阿科尔西的研究证实，两种眼睛在解剖结构和基因活性方面都有惊人的相似性。许多参与人类眼睛发育的基因也存在于蜗牛体内。
这意味着什么？这意味着金苹果螺的眼睛再生机制可能直接适用于人类。
三十天的重生
当金苹果螺失去一只眼睛时，它的身体启动了一个精密的时间表。
金苹果螺拥有类似相机的复眼，其结构与人眼基本相似。但与人类不同的是，金苹果螺可以再生缺失或受损的眼睛。加州大学戴维斯分校的生物学家爱丽丝·阿科尔西正在研究金苹果螺如何实现这一功能。这项研究有助于我们了解人类眼损伤的成因，甚至可能为治疗或再生人类眼睛提供新的方法。图片来源：爱丽丝·阿科尔西，加州大学戴维斯分校
前24小时内，伤口迅速愈合。这似乎很简单，但这一步至关重要。它可以防止感染和体液流失，为接下来的再生过程创造一个安全的环境。
接下来的阶段是细胞动员。未分化的细胞开始迁移到受伤区域，然后开始快速分裂。在截肢后的一周半内，这些细胞开始分化，形成眼睛的关键部件：晶状体开始出现，视网膜的结构开始形成。
到第15天，所有主要结构都已形成，包括视神经。眼睛看起来几乎完成了。
但生物学的神奇之处在于细节。即使眼睛在一个月后看起来完全形成，在分子水平上，成熟的过程还在继续。研究人员追踪了整个再生过程中的基因活性。截肢后，约有9000个基因的表达发生了改变。即使在28天后，再生眼中仍有1175个基因以不同的水平表达，这表明完整的愈合和适应过程可能需要更长时间。
阿科尔西说："我们目前还没有确凿的证据证明它们能够看到图像，但从解剖学角度来看，它们具备形成图像所需的所有组成部分。"
用基因编辑解锁秘密
但知道蜗牛能再生眼睛只是第一步。真正的挑战是理解它是如何做到的，以及这种能力的哪些部分可以被激活，用于人类治疗。
这就是CRISPR技术发挥作用的地方。
阿科尔西为金苹果螺开发了适用的CRISPR基因编辑工具。这标志着一个重要的里程碑，因为此前没有人在蜗牛身上使用过这种技术。有了这个工具，研究人员可以开始打开蜗牛基因组的各个部分，观察哪些基因对眼睛再生至关重要。
在初步实验中，研究团队关闭了蜗牛胚胎中的pax6基因。Pax6是一个主控基因，在人类、小鼠和果蝇的眼睛和大脑发育中起着至关重要的作用。
结果令人瞩目。没有功能性pax6基因的蜗牛在发育过程中根本无法形成眼睛。这证实了pax6对于苹果蜗牛眼睛形成的关键作用。
但这只是开始。下一个问题是pax6是否也是成年蜗牛眼睛再生所必需的。研究人员计划关闭成年蜗牛体内的pax6基因，看看它们是否仍能再生眼睛。
阿科尔西还在研究其他与眼睛相关的基因，包括那些负责形成特定结构的基因和调节pax6的基因。
从实验室到诊所的距离
这项研究的最终目标远比了解一种蜗牛更宏大。
阿科尔西说："如果我们找到一组对眼睛再生至关重要的基因，而且这些基因也存在于脊椎动物中，那么理论上我们可以激活它们，使人类的眼睛再生。"
这不是科幻小说。这是一个真实的、可实现的医学目标。
当前，眼睛受损或失明的患者没有很多选择。一旦视网膜细胞死亡，人类眼睛无法自我修复。但如果我们能够激活人眼中尘封的再生基因，情况就会改变。
想象一个患者因糖尿病视网膜病变而失明。现在想象一个治疗方法可以重新激活他眼睛中隐藏的再生能力。这不仅仅是医学进步，这是生活的改变。
从蜗牛到人类的路线图还很长。研究人员需要确定所有相关基因，理解它们如何协调工作，找到一种安全的方式在人类眼睛中激活它们。这可能需要数年的研究。
但金苹果螺已经向我们证明了一个关键的真理：眼睛再生不是生物学上不可能的。它只是等待着我们去理解它的机制。
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