科学家发现新器官是怎么回事？

科学家发现新器官是怎么一回事

2018年3月23日，37位来自不同国家的研究人员在《科学进展》杂志上发表了11篇论文，向全世界介绍他们共同发现的一种人体新器官——间质（interstitium）。人体究竟有多少器官？如果你还在说“五脏六腑”，那可能就已经落伍了。传统观点认为，人体主要由皮肤、肌肉、骨骼、神经、脂肪等几种组织构成，内有心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、胃、胆、膀胱、三焦、脑、髓、血管、骨、脉、女子胞（子宫）等脏腑器官。现代医学将人体的结构划分得更为详细，比如人体系统包括消化系统、神经系统、运动系统、内分泌系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统和呼吸系统。各系统内还有许多器官，每个器官又有其独特的组织和功能。但即便按照最细致的现代人体解剖结构来说，这一发现也意味着我们身体中的器官比原先以为的要多一个。

这次新发现的间质组织是人体内最大的器官，充满在皮肤之下以及各个器官之间，它们包围着血管、肌肉和其他器官，起到了给细胞提供“液体垫”的减震作用，同时也是癌细胞扩散的重要通道。发现间质的研究团队认为，过去科学家们一直忽略了它的存在，主要是因为传统的解剖学手段没有让这种器官“现身”。间质的发现或能帮助我们认识人体如何正常运作以及当事情出错时如何“维修”。它对于癌症治疗等领域也将有着潜在的巨大影响。

人体的秘密：多出来的器官

这项研究成果之所以被公布出来，源于一个令人沮丧的巧合。2015年，美国纽约大学医学院的解剖学教授海伦·尼尔森（Helen I. Nielsen）博士原本在帮助自己一位因癌症过世的朋友整理人体解剖学的教学幻灯片。过程中，她无意间观察到了以前不曾留意的“细丝”一样的组织，并怀疑那可能是一个人体解剖学中遗漏的结构。这些神秘的细丝引起了她的好奇心，但起初她并不清楚自己看到的究竟是什么。为了寻找答案，她邀请了美国、英国、澳大利亚等国家的解剖学、细胞生物学和生理学的专家共同参与这项研究。这些学者组成了一个名为“人体解剖计划”（The Human Body Mapping Project）的研究团队。经过仔细分析，研究者们最终认定这些组织确实代表了一种以前没有被识别出来的人体器官——间质。

过去科学家在研究人体的组织切片时，都会用名为甲醛的防腐剂处理切片。而研究团队在对比用甲醛处理过的和没用甲醛处理过的组织切片时发现，这些间质只有在非处理（鲜活）的切片中才能被看到。科学家们在所有主要器官中发现了一种高度互联的、充满液体的三维网络结构，并将其命名为间质。这些间质遍布于皮肤下方、肌肉与肌肉之间、器官与器官之间，几乎身体的每一个角落都充斥着间质。如果把人体的细胞比作地球上的一座座城市，那么间质就像是将这些城市连接在一起的高速公路和飞机航线。人体大约有50万亿个细胞，但组成间质的细胞数量并不多，大多数间质其实是由流体、胶原蛋白和弹性蛋白构成的，充满了组织液。研究团队利用最新型的显微镜和高灵敏度照相机对这些组织切片进行仔细观察后发现，间质起到为细胞提供“液体垫”的作用，不仅能缓冲人体受到的机械压力，还为细胞创造了能够伸缩自如的环境。当受到压迫时，液体在间质内的流动能够让周围的细胞不那么容易受损。例如，皮肤的间质让皮肤能够弯曲，有了这种延展性，肌肉才可以驱动皮肤、允许身体进行灵活的动作。同时，间质的存在也使得体内的其他器官可以在不影响其机能的情况下彼此相对移动。此外，研究团队认为间质很可能是人体内的免疫系统运输、输送营养、代谢废物、以及癌细胞扩散的重要途径。过去曾有研究表明，癌细胞能通过血液和淋巴液转移到人体的其他部位，而新的研究表明，癌细胞还会沿着间质网络中的压力较小的路径扩散，扩散的方式像溪水沿着河床上鹅卵石之间的缝隙流动一样。这很可能为癌症的治疗打开全新的思路。

早在几十年前，就曾有科学家观察到类似间质的结构，但因为难以确认这些结构的连续性和范围，一直没有被承认是单独的组织类型。实际上，研究团队也表示，他们在用甲醛处理的切片中没能发现间质的原因很可能不是这些切片中没有间质，而是间质失去了组织液和原本的形状，看起来不再明显。目前间质是否适用于所有的脊椎动物还没有答案，研究团队推测它应该至少存在于所有的哺乳动物中。研究团队的另一名成员、澳大利亚弗林德斯大学的解剖学教授谢丽·雷纳（Shelley L. Reyner）博士说：“我认为这只是对间质探索的开始，或许它只是更大更复杂系统中的一部分。”

科学家是如何发现它的？

长期以来，对人体解剖学的研究往往只关注某一个具体的器官或组织，通常都忽略了各个部分之间的连接，也很难直观地看出整体结构。同时，用甲醛保存的人体组织样本经过处理后，原有的结构和某些物质（比如间质）的形态和特性可能会被破坏，影响研究结果。这一次发现间质的研究团队另辟蹊径，采取了前所未有的、多尺度成像的研究方法，获得了比过去详细得多的整个人体的解剖学数据。多尺度成像指的是同时从宏观和微观角度对人体进行观察和分析，研究人员结合了成像、生物信息学、计算和生物化学方面的先进技术，并创新了一些技术。具体来说，就是先用CT扫描和磁共振成像（MRI）从整体上了解人体解剖结构，然后将身体分解成较小的组织块，对每一块都进行抗体染色处理，使得不同的蛋白质呈现出不同的颜色，并再用显微镜成像，这样就可以显示出每种蛋白质的位置和结构。这还不是观察的终点，之后研究者还要进一步将样本切片处理，放到超高分辨率的显微镜下，获得比发丝还细200倍的细胞级别的精细图像。通过这些方法，研究者首次创建了包括心脏、肺、皮肤、肌肉、肾、胃肠道、肝、血管、淋巴结、和乳腺等在内的器官的完整三维图像，将间质的模样第一次呈现在世人面前。

这次间质的发现不仅重新定义了人体解剖学，而且研究人员表示这只是研究的冰山一角，期待以后能够通过类似的方法揭示更多人体的秘密。目前，科学家对间质还所知甚少，还需要开展大量的工作。未来的研究方向将集中在间质对于体内平衡（包括癌症在内的各种疾病过程）的功能和作用机制方面。这一研究成果未来也可能对其他生物医学领域产生影响，包括液体运输、器官功能和疾病过程的研究，以及靶向药物的输送等等。雷纳说：“如果你想想我们现在对人体的认识有多么不足，还有那么多未能解答的问题，你就知道前方还有多么广阔的未知等待我们探索。