科技日报记者 龙跃梅 通讯员 朱嘉豪 李建平

从受精卵到完整的人体，我们的四肢是如何发育的？科学家利用单细胞技术找到了一些线索。

1月7日，记者从中山大学获悉，该校中山医学院张宏波教授课题组发布了首个人类肢体发育单细胞时空图谱，解析了胎儿四肢的细胞演变路径和细胞空间位置决定过程。相关研究论文刊发于《自然》。

《自然》线上发表截图

该研究为进一步研究肢体发育的详细调节机制、肢体发育异常的细胞生理机制，乃至更广泛的发育和再生过程中细胞命运调节机制和空间位置建成机制提供了重要参考。

探秘生命科学底层问题

肢体形成的时空调节机制是一个经典的发育生物学难题。张宏波举例：“把鸡胚胎里形成前肢的细胞团切下，移植到背部，竟然能够长出完整的翅膀。去除成年蝾螈的腿，它能够很快再生，即使在切除8到10次之后，依然能长出新的腿，且几乎看不出伤痕。然而，包括人在内，大多数哺乳动物却在进化过程中丧失了这种成年后的再生能力。”

演化的过程如何调控？为什么人的四肢切除后就不能再生长？

在这项研究中，张宏波教授团队与合作者试图回答两个关键问题：肢体细胞的发展如何决定？细胞的空间位置如何决定？

“对这一过程的任何微小扰动都可能产生显著的下游效应。”论文共同第一作者、张宏波团队博士后王帅玉说，四肢发育异常是全球报告最多的出生综合征之一，全球大约每500个新生儿即可发现一例。

长期以来，科学家在研究这个问题时，会在小鼠、鸡等模式动物上进行实验，一系列肢体形成的基本问题已得到初步阐释。然而囿于技术和伦理限制，人类肢体发育详细的细胞演变路径、决定细胞命运的关键基因与疾病的联系等尚未有研究。更重要的是，模式动物中发现的肢体形成机制与人类有多大的相似性，以及有多大程度可以用于人类再生医学实践亦长期存疑。