重點提要

■蠑螈是肢體再生的典範，終其一生都能完美長回失去的肢體。了解蠑螈的再生機制，將可指引人類肢體再生研究的發展方向。

■遭遇截肢創傷時，蠑螈與人類傷口組織的初期反應大同小異，但人類的傷口之後會形成傷疤，蠑螈則會重新啟動胚胎發育程式，以長回新的肢體。

■若能控制人類傷口的情況，誘導傷口走向蠑螈般的癒合過程，或許人類就可再生出較大部位的肢體。

蠑螈的腳和人類的四肢比起來雖然細小許多，但結構大致相同：外有皮膚包裹，內部有骨骼、肌肉、韌帶、肌腱、神經和血管，此外還有一些排列疏鬆的纖維母細胞連結、固定這些內部組織，並賦予肢體特定外形。

然而蠑螈的腳，卻是脊椎動物界裡最獨特的，如果斷了，牠可以從傷口重新長出完整的肢體，而且不管斷了多少次，成年的蠑螈還是能一次又一次地長回腳來。青蛙在蝌蚪時期剛長出來的腳也可以再生，然而一旦進入成年期即失去了這項能力；即便哺乳動物的胚胎也有一些能取代成長中肢芽（limb bud）的能力，但是出生之前這項能力也會消失。事實上，再生能力隨生物發育程度而降低的趨勢，正好反映了高等動物形態的演化，也讓較低等的蠑螈成為終其一生都能再生複雜肢體的唯一脊椎動物。

人們對於蠑螈的這項本領好奇已久，再生部位是怎麼「知道」它需要取代的失去肢體有多長？為什麼牠們斷腳處的皮膚不會像人類一樣形成封閉的疤痕？成年蠑螈如何讓組織保持胚胎一樣的潛能，而能多次從無到有長出整段肢體？生物學家正試圖找出這些問題的答案，如果能了解自然界的再生機制，我們希望能誘發人體的再生，例如長回截斷的手或腳，並改善其他嚴重傷口的癒合。

人體遭受重大創傷時的初期反應，其實和蠑螈大同小異，但是傷口癒合的策略很快就分道揚鑣，結果是人類無法進行再生，只會在傷口處留下疤痕。然而有一些跡象顯示，人類應該具備再造複雜部位的潛力，關鍵是喚醒人類潛藏的蠑螈式癒合反應。因此，我們研究的第一步就是向再生專家蠑螈請益。

蠑螈教我們的幾件事
當蠑螈細小的腳被切斷時，截肢處的血管會立刻收縮，以減少失血，然後會有一層皮膚細胞很快覆蓋斷肢的傷口。在剛受傷的幾天內，這層傷口表皮層會轉變成一層傳訊細胞，稱為「頂端上皮蓋」（apical epithelial cap），是再生不可或缺的關鍵。在此同時，纖維母細胞會掙脫結締組織網絡，移動到斷肢傷口表面的中央，然後增生形成芽基（blastema），這群性質類似幹細胞的芽基細胞，將做為長成新肢體的前趨細胞（參見44頁〈完美再生〉）。

幾年前，美國加州大學爾灣分校我們的同事布萊恩特（Susan Bryant）證明了蠑螈的芽基細胞和胚胎發育中的肢芽（limb bud）細胞是相同的，顯示從芽基長成肢體的過程，其實是重演動物胚胎形成四肢的過程。這項發現的重要意義在於不管是新生或者是再生肢體，兩種情況都應用了相同的基因程式；由於人類在胚胎時期也經歷了長出手腳的過程，理論上成人也應該擁有再生必要的基因程式。因此科學家的目標，就是找出如何誘導斷肢形成芽基的方法。…more

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儘管查德首都發生槍戰、肯亞出現暴動、辛巴威通貨膨脹的速度驚人，但非洲撒哈拉沙漠以南地區的整體經濟還是要比數年前來得好。世界銀行最近的報告指出，非洲大陸這個地區在2006年的經濟成長高達5.6%，在1995~2005年間的經濟成長率也比前數十年來得高，但世界銀行對此做了謹慎的評估，認為該地區的經濟可能已經面臨轉折。

發展經濟學家抱持的最大疑問是，這樣的經濟成長能否持續下去，因為非洲人如果就此擺脫貧困，每天收入不到一美元的赤貧階級（在7億4400萬的非洲人口中佔40%）也將會獲得解救。但是如果更仔細觀察非洲，會發現那些樂觀的想法可能只是曇花一現，因為具有破壞性的經濟波動，在非洲已經持續了好幾十年。

這些成長中的幼苗曾被劇烈的經濟衰退所摧殘，以致於這些國家在1975~2005年毫無經濟成長可言，「實際上，在經濟好的時期，非洲國家的經濟成長速度和亞洲以及其他開發中國家一樣，但後來非洲國家卻開始衰退。」世界銀行的資深經濟學家阿巴契（Jorge Arbache）評論：「如何預防經濟衰退可能與促進經濟成長同等重要。」根據阿巴契的觀察，倘若沒有發生衰退現象，撒哈拉沙漠以南的48個非洲國家，每人平均的國內生產毛額將可多出1/3。

依據世界銀行在今年1月發表的研究報告〈非洲最近的經濟成長是否穩健？〉，非洲並未具備防止下一波經濟衰退的先決條件。從1995年開始，受到消費繁榮（尤其是來自中國的需求）帶動的經濟成長可能無法持續，因為非洲缺乏經濟基礎（包含新的投資與抑制通貨膨脹的能力）。世界銀行在去年11月一份報告的結論中指出，非洲地區缺乏必要的基礎建設，因此無法鼓勵投資者在非洲尋找下一個邦加羅爾或深圳。

對非洲撒哈拉沙漠以南富含石油與其他資源的國家而言，一段經濟繁榮時期，甚至可能削弱為了健全經濟體制所做的努力。世界銀行在今年1月的研究中即指出，隨著成長速度加快，在1996~2005年的政府治理標準，例如政治穩定、法治以及對貪污的監督等要素，事實上卻變得更差了，尤其是那些具有豐富礦產資源的國家。

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撰文╱李家維                            

編輯部正開著會，中央大學傳來了捷報，李羅權校長興奮地告知，地球科學院的趙丰有篇文章即將刊登上《科學》。趙丰長期在美國航太總署工作，兩年前回到中央大學任教。他曾為《科學人》寫過〈地球是個發電機〉、〈地球的奇異小夥伴──月亮〉、〈重返月球，這回玩真的嗎？〉多篇好文章，有此成就當然與有榮焉，恭賀之外，我們為這期《科學人》再邀一篇傑作〈海平面，你隱藏了多少秘密？〉，談的是他的新發現，人類的水庫工程顯著延緩了全球海平面的上升。

全球暖化、冰山融解、低地即將成澤國，這是人類的時尚憂慮，趙丰在此時提出了大家意想不到的新說法，這麼有創意的研究是怎麼發展的？於是我做了個電話訪談，原來16年前他就寫了篇短文，談水庫對海平面的可能影響，但數據不足，終究只是個推論。而半年前，他發現有個工程網站羅納了各國工程師自行登錄的大量水庫資訊，於是找來兩位研究生花了三個月時間反覆查證和統計，一項影響深遠的研究就成形了！

趙丰這個研究念頭，當然來不及申請國科會的年度計畫，其實也不需要，因為只要網路和電腦就行了，這是個聰明選好題的典範。在這一期《科學人》還有個相似的典範，是由也來自美國航太總署的華裔科學家江耀蘭撰寫的〈外星植物會是什麼顏色？〉，她有憑有據地大膽預言，有些外星植物竟會是黑色的。多酷啊！我也想探訪這座黑色花園，場景是在紅矮星邊上的行星上，因為光太弱，那裡的植物不反射任何光，就成黑的了。江耀蘭原本研究大氣與生物的交互作用，這有助於未來的氣候預測，她也是位獨立的紀錄片製作人，憑著好學問與靈活的腦子選了這麼眩人的新題目。這是大家夜晚觀星時的好話題，我們另備上〈光合作用——發現外星生命的新指標〉與〈光讓世界變彩色〉兩篇文章來豐富星迷夜談。

在學界最常聽到的話題是怎麼爭取更多的研究經費，這得耗時寫計畫，錢來了又得找時間來花，有不少科學菁英就陷入了這磨人的過程。想想趙丰和江耀蘭的例子吧！空出腦袋來想好題目，花小錢成就大學問，是更高的學術境界。

【本文轉載自科學人2008年第75期5月號】