圖│研之有物
擁有再生能力，就能長生不老嗎？
長生不老的確是有可能的，像是渦蟲在實驗室生存條件充足的情況下，會將自己的身體拉成兩段，各自再生成完整的個體。這種可以極端再生的生物，存活的時間似乎沒有限制。
一百年前，美國諾貝爾獎科學家摩根（Thomas Hunt Morgan）曾經將渦蟲切成 279 塊，發現這 279 塊的渦蟲組織仍然可以再生成個別完整的渦蟲。但若以最小的單位，也就是「一顆細胞」能不能再生為「一隻渦蟲」呢？這個答案也是有機會。
若將渦蟲分解成單細胞（幹細胞），只憑這個幹細胞無法再生成一隻渦蟲。但若是將這個幹細胞移植到被放射線照過的渦蟲身上，原本被放射線照過的渦蟲會在兩週左右死亡，但植入幹細胞的渦蟲卻可以重新恢復再生能力，這好像是讓殭屍復活一樣！(註一)
再生的最小單位似乎可以說是幹細胞，但這是在有限制的條件下，且環境也相當重要。
為什麼會想研究「再生」？
十多年前當我在陽明大學生化所讀碩班時，研究的是中草藥抗氧化物的純化，當時對免疫學感興趣，在中研院擔任助理的階段、還有剛到美國時也待在免疫學研究的實驗室。在達特茅斯學院遺傳所讀博士班二年級時，才轉換到「生理時鐘」的研究。
當時以「麵包黴菌」來觀察光反應對生理時鐘的影響，黴菌為了適應光線會產生「胡蘿蔔素」，但產生到一定的量便會停止。研究黴菌感受光的調控機制，竟可以在分子層面上解釋其他生物對光的適應性，這系列的實驗非常有意思。
因為黴菌跟老鼠、人類一樣擁有生理時鐘，也會受到光反應調控，然而，在老鼠與人類身上解釋基礎光反應對生理時鐘的影響十分複雜，用簡單的黴菌來研究探討較為容易。
在博士班畢業的前一年，大部分的博士生會轉換題目來增強學術能力，那時我反覆問自己：「什麼是可以用一輩子的時間來研究都會覺得有趣的主題？」
偶然間，我看到幾篇「渦蟲再生」的研究論文，覺得主題很酷，便申請了幾個研究再生機制的實驗室，後來到了美國杜克大學醫學院的細胞生物學實驗室，與教授肯尼斯波斯（Kenneth D. Poss）相談甚歡，加入了這個以斑馬魚模式研究再生的團隊。這個實驗室從我剛加入時大概七、八個人，到現在已經是二十個人的規模，顯示學界對於再生研究有濃厚興趣。
從斑馬魚可以得知哪些「再生」訊息？
在 Ken Poss 教授的實驗室中，目前三分之二的人都以斑馬魚研究「心臟再生」。根據衛福部的統計指出，台灣的第二大死因是心臟病，而美國則位居第一名，因此美國非常重視心臟的再生研究，也投入大量的資源支持。另外，用斑馬魚研究「脊椎再生」也是熱門的項目。
我自己是研究斑馬魚的「尾鰭再生」，也許有人會覺得尾鰭是魚類特有的器官，但尾鰭再生的研究，也許有機會應用於生物的斷肢再生。
圖片來源│Chen et al., (2015). Transient laminin beta 1a induction defines the wound epidermis during zebrafish fin regeneration. PLoS Genet 11 (8), e1005437.
目前我們的實驗室，主要探索斑馬魚「表皮細胞」如何分工合作進行再生，下一步也想觀察斑馬魚尾鰭中其他細胞的運作，比如若把尾鰭「神經細胞」的連結截斷，再生將無法進行。因此，了解各種細胞扮演的角色，是了解再生反應重要的方向。
從像斑馬魚這種「模式動物」去提出問題，需植基於許多理論基礎，要建立模型以及問對問題，這個過程的確很難。
當時我們實驗室的老闆 Ken 是建立斑馬魚心臟再生模型的初始者，還記得 Ken 說過 一開始要說服大家，斑馬魚可以用來做心臟再生的研究，大家都很難理解。(註二)現在我覺得很幸運的是，可以站在這些巨人的肩膀上進行研究。
研究「再生」的過程，遇到哪些困難？
研究斑馬魚如何及為何再生的過程中，建立「研究工具」最花時間。
研究老鼠與果蠅的科學家非常多，因此可以共享某些研究工具，例如要是老鼠的指節可以再生，利用老鼠的指節做為再生研究，科學家就可以運用前人建立好的研究工具來問問題。然而，利用斑馬魚成魚做研究，大部分的研究工具需要自己建立（例如斑馬魚表皮細胞的多顏色標誌工具Skinbow），因此實驗時間拉得很長。
斑馬魚的生長週期是三個月，但建立新的基因轉殖魚作為研究工具，一般就要花上六個月到九個月的時間。
圖片來源│陳振輝實驗室網站
研究過程，會有想放棄的時候嗎？
在我讀書的年代，生命科學是明日產業，生命科學系是非常熱門的明星科系，但現在大環境的就業情況並不理想，學生也紛紛退卻。我的想法是，要預測明日產業是困難的，你只能問你自己興趣在哪裡，如果是真的有興趣，就會有理由和動力堅持下去。
無論是我以前博士班做的黴菌生理時鐘研究，或現在進行的斑馬魚再生研究，都是從黴菌和斑馬魚這種模式生物上來回答問題。利用各種模式生物的強項，問適合的問題就可以找到答案。
再生能力的研究是個新領域，就像一座待探索的西部大荒野，還有好多問題可以問。
這些發現除了以研究論文呈現，也希望能與小朋友分享。因為小朋友非常有創造力，也許能問出我們想不到的問題。如果學校有興趣，實驗室可以提供斑馬魚與如何觀察尾鰭再生的方法，讓小朋友一起動手體驗再生的科學奧妙。
每天一早，我都很期待到實驗室，看看研究有什麼進展，想知道自己設計的實驗有什麼發現，很像「我一直在做自己喜歡做的事，還剛好有人給我薪水」。
雖然研究工作並非一帆風順，實驗結果不如預期是科學常態，永遠都有不同的挑戰需要克服。但若是能重新選擇，我還是希望自己可以有幸走上學術研究這條路。
圖片來源│陳振輝實驗室網站
