細胞的命定

【文/王霈】牛頓曾說:「我好像是在海濱上玩耍的孩子,時而拾到幾塊瑩潔的石子,時而撿到幾片美麗的貝殼,並為之歡欣。那浩瀚的真理的海洋仍展現在面前。」

當人們不斷地在科學研究裡探索生命的奧秘時,我們就會越發看見,神在生命之律中的作為。

「人定勝天」是中國人傳統的積極價值觀,意味著一個人只要立定了志向、下了決心,即使有重重的困難與環境天運的險阻,也能不折不撓、一心向前地完成目標、攻城掠地。因此,與其抱怨環境不如人意而躊躇不前,倒不如坐而言、起而行,突破困境,展翅上騰!

「機會創造命運」、「時勢造英雄」是貫通「人定勝天」的最佳寫照。按照此理,人的「命定」是用雙手和雙腳拼出來的!

然而,許多生命發展的過程與結果,卻不是人的努力可以決定、操縱的。

在受精卵結合的那一刻,你已在命定裡! 

在受精卵結合的那一刻,就已經決定了寶寶的性別,為人父母無法事先操控或選擇,只能等待事後被告知。也正如人體心臟的運作一樣,我們無法用意志命

令心臟停止跳動,這顆勤勞的器官,從胚胎第四週開始,一直跳動到終老為止,一生中約跳了30億下。

你可曾仔細端詳過自己美麗的雙手和玉皙的雙腳,為什麼我們有五根長短不同的指頭?而不是像駿馬的一根或雞翅的四根?而且,拇指到小指的排列順序總是固定不變的?這許多令人驚奇的生長發育事件,都是一連串複雜的細胞「命定」所帶來的結果。

細胞 (Cell) 是構成人體最基本的功能單位。身體中有成百上千種功能不同的細胞類型,他們組成各種組織及器官,維持並保護身體的正常運作。總計起來,構成身體的細胞總數,大約有60兆個之多。但在生命之初,這些細胞都源自於同一顆細胞—受精卵。細胞透過不斷地分裂、生長、分化及移動,才逐漸從胚胎發育出一個完整的身體。

研究從受精卵到胎兒出生這段時期所有發生事件的科學,我們稱為胚胎學 (Embryology)。其實,這門學問對這個神祕且複雜的過程,目前還所知不多。即或如此,我們仍能窺見其中的奧妙。

是體內藏著一棵大樹?還是上帝早有設計圖紙? 

人體的上肢和下肢約從胚胎的第四週開始發育,到第八週時約略發育成形。

圖一

這表示,在第八週的胚胎已經看出有手臂、前臂、手腕與手指、以及大腿、小腿和腳掌腳趾的構造,此時,儼然已具有人形了。

胚胎發育進入第四週時,上肢會先從身體的兩側長出 (圖一)。這個上肢芽就像個衝浪板一樣開始向外延伸。接著下肢芽才開始以類似的方式從下部身體的兩側伸出。肢芽之所以可以不斷延伸生長出來,是因為在肢芽最前緣的細胞群會分泌細胞生長因子 (Growth factors),刺激下方的細胞加速分裂增生,因此使得肢芽可以持續被推出而伸長。

圖二

不僅如此,肢芽內位於中心的細胞群,會因為受到其他生長因子的誘導,開始聚集起來分化形成軟骨。有趣的是,隨著肢芽的延伸,各部分的軟骨會依正常結構的順序,一一出現喔!以上肢為例 (圖二),隨著上肢芽的延伸,手臂中的肱骨會最先出現,接著是前臂的尺骨和橈骨,當上肢完全長出時,才會形成手掌和手指中的骨頭。這些軟骨成形後,才會慢慢開始進行骨化作用,最後變成硬骨。而圍繞骨頭周圍的細胞則會在生長因子誘導下,發育成為包覆骨骼的肌肉組織。

在發育的過程中,細胞周圍各種不同的生長因子似乎對細胞的生長分化扮演著關鍵性的角色。不同濃度與種類的生長因子會細微地調控著細胞的變化。其中有一種稱為SHH 的生長因子(註一),它決定了附肢發育的上下方向性,這將使附肢產生不對稱性的結構。SHH 生長因子濃度最高的位置是在肢芽的下端

圖三

(圖三),這使得下方細胞的周圍SHH 濃度最高,上方細胞周圍SHH 的濃度則是最低。不同位置的細胞會受到不同濃度SHH的影響,進而發育成不同的構造。

因此依照SHH 濃度的梯度,前臂的下端會發育出尺骨、上端會發育出橈骨;在手部,靠下端SHH 濃度最高的區域將會發育出小指,而在手部上端、SHH 濃度最低的位置,則是發育出拇指。一個完美又有次序的發育,就此成形。

「人定勝天」還是「人定順天」?神的心意寫在細胞的故事中!

我們不難發現一個事實,細胞本身並不能決定它自己要如何發育,而是由它周圍的生長因子「告訴」它。也不是一個已經被決定要成為某種類型的細胞,大老遠地從他處遷移到這裡來生長。而是在地的細胞無條件地接受環境所給予的條件,成為它「命定」的樣子。因此,不同位置的細胞會在它所在的位置上,與鄰近的細胞群一起發育成該處的構造;相反地,同一個細胞如果被放在不同的位置,它就會按著所在位置環境生長因子的指令,發展成為合適該處的細胞類型。

更可貴的是,細胞一旦收到指令,它的生長、遷移、作用等生理反應,就會依著它的命定,順服地走。如果有細胞不願意按著它的命定發展,最有可能的結果就是被身體的修復系統摧毀,或者更不幸地,這些脫軌的細胞有機會變成為腫瘤細胞,這將為身體帶來極大的災難。

我相信,神已經將許多祂的心意寫在我們的生命發展故事裡。一個發育中細胞似乎不做「人定勝天」的事,而是持守著「人定順天」的法則。對它來說,這不是一個選擇,而是唯一的道路。只有如此,它才能在所處的環境中被塑造成屬於它命定中的樣子,發揮它真正的功能;也僅有如此,它才能存在於最需要它的地方,它所做的事就是─要成就身體的需要,建造完全的「人」。

  我們每個人在神的家中、在職場中、在社會中,不也都是這樣嗎?

「不但如此,就是在患難中也是歡歡喜喜的;因為知道患難生忍耐,忍耐生老練,老練生盼望;盼望不至於羞恥,因為所賜給我們的聖靈將神的愛澆灌在我們心裡。」(羅5:3-5)

註一:

SHH 生長因子,全名為Sonichedgehog (音速小子),是一種調控胚胎發育重要的形態原 (morphogen) 之一。它影響了胚胎早期許多系統的發育,包括脊柱、神經系統和附肢的生長。它之所以會有一個這麼有趣的名字,是因為在它的蛋白質分子結構中有許多尖刺的突起,像極了卡通人物音速小子的造型,因此得名。

作者簡介:

王霈:輔仁大學解剖學教授!他所開授的「人魚線研究院」,為教育部甄選的2017年磨課師MOOCsMassive Open Online Courses標竿課程22門課之一!

By |2018-01-26T17:16:52+00:00一月 25th, 2018|上帝的花園, 祝福月刊|0 Comments

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