Picture Ref.: "การงอกใหม่ของพลานาเรีย และขนาดพลานาเรียเมื่อเทียบกับปลายดินสอ"
และ "การแตกหน่อของไฮดรา" Biology Department, IPST

                    แล้วทำไมมนุษย์ถึงไม่สามารถสร้างอวัยวะที่ขาดหายไปได้? มนุษย์จะมียีนที่ควบคุมการงอกใหม่ของอวัยวะที่เสียหายเหมือนในสิ่งมีชีวิตที่กล่าวมาหรือไม่? ว่าแล้วนักวิทยาศาสตร์หลายคนก็เริ่มต้นทำการศึกษายีน โปรตีน และรูปแบบการส่งสัญญาณในเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างอวัยวะที่เสียหายขึ้นมาใหม่ เทียบกับยีนของมนุษย์ จนกระทั่งในที่สุด Alejandro Sanchez Alvarado จาก the University of Utah in Salt Lake City ก็ได้กล่าวว่า

                    "เราโชคดี ที่เรามียีนเหมือนกับยีนที่พลานาเรียใช้ในการสร้างสมอง กล้ามเนื้อ และส่วนหัวทั้งหมดขึ้นมา เมื่อส่วนเหล่านั้นถูกทำลาย"

                    ปัญหาที่เกิดขึ้นหลังจากที่เราค้นพบว่า มนุษย์มียีนเหมือนกับยีนที่พลานาเรียใช้ในการสร้างอวัยวะใหม่ก็คือ ยีนดังกล่าวทำงานอย่างไร? และทำไมยีนของมนุษย์จึงทำงานแค่ในช่วงแรกของชีวิตเท่านั้น   นักวิทยาศาสตร์พบว่าในไฮดราและพลานาเรีย stem cell จะถูกกระตุ้นให้แบ่งตัวเพื่อสร้างเป็นอวัยวะต่างๆ ได้ตลอดชีวิตเลยทีเดียว ซึ่งจะแตกต่างจาก stem cell ที่พบอยู่ในร่างกายของเราที่สามารถเจริญ และเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ต่างๆ ได้ในขอบเขตจำกัด มีความจำเพาะกับอวัยวะนั้นๆ เท่านั้น คำถามที่ชวนสงสัย คือ ทำไม? อะไรเป็นปัจจัยภายในเซลล์ที่ควบคุมการทำงานของยีนดังกล่าว?

                    มีการศึกษาเปรียบเทียบถึงเรื่องความพิเศษในการซ่อมแซมอวัยวะต่างๆ ของตัวนิวท์ ซาลาแมนเดอร์ หนอนปล้อง และ zebrafish ทำให้พบว่าเมื่อมีอวัยวะบางส่วนของร่างกายถูกทำลาย เซลล์ที่ถูกทำลายจะส่งสัญญาณไปยังเซลล์ข้างเคียง และสามารถกระตุ้น "differentiated cell" (ซึ่งเป็นเซลล์ที่ได้ผ่านการเจริญเปลี่ยนแปลงและพัฒนามาแล้ว ซึ่งอาจจะเป็นเซลล์ผิวหนัง กล้ามเนื้อ หรือเนื้อเยื่ออื่นๆ) ให้เปลี่ยนกลับไปเป็น stem cell ได้อีก และ stem cell นี้เองก็จะแบ่งตัวเพื่อจำนวน stem cell ในขณะเดียวกันก็จะเพิ่มจำนวนเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์อื่นๆ เพื่อซ่อมแซมส่วนที่เสียหายของร่างกายได้ เราสามารถสังเกตเห็นการทำงานของ stem cell ได้ จากการงอกใหม่ของหางนิวท์ ซาลาแมนเดอร์ และหางจิ้งจก เป็นต้น

                    ครั้งแรกสำหรับการทดลองในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ในปี 1998 ดอกเตอร์ Ellen Heber-Katz และคณะ ได้ศึกษาความสามารถในการซ่อมแซมรูที่แผ่นเยื่อแก้วหูที่เขาและเพื่อนๆ ตั้งใจเจาะให้กับหนูสายพันธุ์ที่เรียกว่า "MRL mice" เพื่อทดสอบความสามารถในการซ่อมแซมเยื่อแก้วหู เขาพบว่าหนูสายพันธุ์นี้สามารถซ่อมแซมเยื่อแก้วหูได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีรอยแผลเป็นน้อยมาก หลังจากการค้นพบดังกล่าวทีมงานชุดนี้ก็ได้ทำการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการซ่อมแซมกล้ามเนื้อหัวใจของหนูสายพันธุ์นี้ โดยไม่มีการใช้ยา หรือการปลูกถ่ายเซลล์ หรือเนื้อเยื่อใดๆ ให้กับหนูที่ทดลองเลย เขาพบว่าหลังจากการทำให้กล้ามเนื้อหัวใจได้รับความเสียหายแล้ว 2 เดือนต่อมาหนูที่ทดลองสามารถซ่อมแซมกล้ามเนื้อหัวใจได้เหมือนเดิม เขาพบว่าหนูสายพันธุ์ MRL สามารถซ่อมแซมกล้ามเนื้อหัวใจได้โดยอาศัยเซลล์ซึ่งแตกต่างจากเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ แต่จะอยู่ในบริเวณรอบๆ แผลซึ่งสามารถสร้างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจใหม่แทนที่เซลล์เดิมได้

                    และเมื่อเปรียบเทียบกับหนูสายพันธุ์อื่นๆ พบว่าหนูสายพันธุ์ MRL มีเซลล์ที่เป็น stem cell ของกล้ามเนื้อหัวใจมากถึง 20% ที่อยู่ในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บ สามารถแบ่งตัวสร้างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจใหม่ขึ้นมา ในขณะที่หนูสายพันธุ์ที่ทำมาศึกษาเปรียบเทียบมีเซลล์ดังกล่าวเพียงแค่ 1% เท่านั้นที่ทำหน้าที่ซ่อมแซมกล้ามเนื้อในส่วนที่เสียหาย การทำงานของเซลล์ที่แตกต่างกันมาก จนทำให้ John M. Leferovich กล่าวว่า "มากกว่า 15 ปี ที่เดียวที่เราศึกษาการทำงานของกล้ามเนื้อมา เราไม่เคยเห็นอะไรเช่นนี้มาก่อนเลย"

                    จากการศึกษาดังกล่าวทำให้มีการศึกษาเปรียบเทียบเกี่ยวกับความแตกต่างของยีนในหนูสายพันธุ์ MRL กับสายพันธุ์อื่นๆ เพื่อหาทางสร้างยาที่สามารถบังคับให้เซลล์สามารถแบ่งตัวเพื่อมาซ่อมแซมอวัยวะเป้าหมายที่เกิดความเสียหายให้กลับดีดังเดิมได้

                    และคำถามสุดท้าย ก็คือ ทำไมต้องมีการศึกษาเปรียบเทียบการทำงานของยีนที่ทำงานเกี่ยวกับการเกิดใหม่ของอวัยวะ ในสิ่งมีชีวิตหลายๆ ชนิด? การศึกษาเปรียบเทียบทำให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นความแตกต่างของการทำงานของยีนในแต่ละระดับ ในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด การทำงานของยีนที่แตกต่างกัน ก็จะให้ผลที่แตกต่างกัน และเมื่อเรามองเห็นและเข้าใจความแตกต่างของการทำงานของยีนทั้งหมดแล้ว เราก็จะสามารถควบคุมการทำงานของยีนนี้ได้ เมื่อถึงขั้นนั้น "มนุษย์ก็จะสามารถงอกแขนขาได้ใหม่เหมือนจิ้งจกงอกหาง นั่นเอง!"

http://www.nature.com/nsu/011122/011122-14.html, Helen Pearson. Nov 22, 2001. "The regeneration gap".
      Nature: Science Update.
Bruce Alberts, and et al. 1994. "Molecular Biology of the Cell". 3rd Edit. Garland Publishing, Inc., New York &
      London
http://www.sciencedaily.com/releases/2001/08/010807080356.htm, Aug 7, 2001. "Regeneration In The
      Mammalian Heart Demonstrated By Wistar Researchers". ScienceDaily Magazine.