生物似乎天生就知道如何生長到合適的大小，以及各個組成部分應該生長到多大。人類肝臟的體積恰到好處，足以正常發揮其功能。果蠅身體兩側的翅膀，不知何故最終大小相同，比例完美，足以支撐其飛行。
在日常生活中，我們期望身體部位比例協調，因爲它們通常都是如此。你會注意到，如果有人走到你面前，一條腿明顯比另一條大得多，這一不協調的景象一定會讓你印象深刻。
儘管我們對地球生命的這一基本方面習以爲常，但科學家們對此仍未完全瞭解。身體部位是如何知道何時開始生長和停止生長的呢？
在某些情況下，細胞似乎遵循由其基因活動執行的內在程序。而在另一些情況下，細胞似乎會對來自其他細胞和環境的各種信息做出反應，根據需要開啓或關閉生長。
很多時候，它們似乎兩者兼而有之。而當它們是癌細胞時，整個過程就徹底出錯了。
器官和其他身體部位的大小可以由內部設定，也可以在這些部位的組織內部（藍色），也可以由環境控制（綠色）
科學家們長期以來一直試圖“解開這個謎團”。20 世紀 30 年代，耶魯大學動物學家維克多·特威蒂和約瑟夫·施溫德對蠑螈進行了實驗，將體型較小的斑點鈍口螈（ Ambystoma punctatum ）的肢芽移植到體型較大但親緣關係較近的虎紋鈍口螈（ Ambystoma tigrinium ）身上。
在一些實驗中，研究人員發現，將小型蠑螈的肢芽移植到體型較大的蠑螈身上，會導致新動物出現三肢粗壯、一肢細小的現象（反之亦然）。斯坦格表示，這表明“決定體型的信息很早就嵌入到那羣細胞中，並且與動物體內發生的變化無關”。
但特威蒂和施溫德在其他實驗中發現，營養，外部調節因素也會影響肢體大小。這既有先天因素，也有後天因素，在生物學中，這從來都不是非此即彼的問題。
發育生物學家很快發現，器官和結構達到最終大小的方式多種多樣。在 20 世紀 60 年代一項著名的實驗中，研究員唐納德·梅特卡夫將 6 個或 12 個胎鼠脾臟移植到已切除脾臟的成年小鼠體內 。
他發現，每個移植的脾臟都生長到正常成年脾臟大小的相應比例，最終使動物體內的脾臟總量保持正常。蘇格蘭愛丁堡大學的實驗解剖學家傑米·戴維斯表示，這表明脾臟組織能夠感知自身在體內的比例。但是，戴維斯說，這“非常令人惱火”。梅特卡夫還發現， 移植到成年小鼠體內的多個胸腺組織表現完全不同：每個胸腺組織都會生長到成年小鼠的正常大小。
在20世紀30年代的一個經典實驗中，科學家們將一種小型蠑螈物種的肢芽移植到更大的蠑螈物種上，反之亦然。在此結果中顯示，再生肢體的大小由移植組織控制，而非受體。不知爲何，蠑螈的肢芽似乎“知道”它們應該長到什麼大小。 圖片來源：V.C. TWITTY 和 J.L. 施溫德 / 《實驗動物學雜誌 》1931 年
幾十年後， 斯坦格在小鼠肝臟和胰腺中發現了類似的生長差異 ：形成肝臟的細胞利用環境信號來決定發育中的器官應該生長多少，而形成胰腺的細胞則遵循“自主軌跡”，無論周圍發生什麼，它們總是達到預先設定的大小。
科學家們已經對一些指導生長的反饋機制有了相當詳細的瞭解。例如，一種名爲肌肉生長抑制素的蛋白質有助於抑制肌肉生長。當肌肉組織增大到足以產生一定量的蛋白質時，肌肉細胞就會停止生長。
動態調節肝臟大小的分子過程似乎與腸道組織有關：當膽汁酸水平下降（肝功能減退的標誌）時，腸道組織會產生一些因子，解除一種被稱爲 Hippo 通路的肝臟生長抑制機制。結果，肝臟開始生長，達到其正常大小。當膽汁酸水平恢復正常時，Hippo 通路重新激活，肝臟生長再次停止。如此循環往復。
Hippo 信號通路是當今研究的熱門課題，這不僅是因爲它在調節器官大小方面發揮着重要作用，還因爲它在控制癌症方面可能扮演着關鍵角色。然而，關於 Hippo 信號通路仍有許多問題尚未解答。
哥倫比亞大學醫學中心的遺傳學家和發育生物學家勞拉·約翰斯頓表示，對於那些細胞大小的指令早已內嵌於基因中的情況，例如早期對蠑螈肢體的實驗，仍然存在許多謎團。實驗室正在深入研究多種可能影響細胞生長的因素，包括 DNA 中固有的細胞命運和細胞組織信息，以及作用於組織的機械力。
20世紀60年代的一項實驗顯示，植入的小鼠脾臟能夠感知周圍其他脾臟組織的數量，從而限制它們的生長大小。結果是一隻脾臟物質適量的小鼠。左側是一隻脾臟正常大小的老鼠。右側是一隻小鼠，其脾臟在移植前被切除，並用六塊脾臟組織切除
約翰斯頓的研究聚焦於一種被稱爲細胞競爭的現象，即導致不適宜或不需要的細胞死亡的相互作用。這種現象似乎在穩定器官大小方面發揮着作用。當她實驗室的研究人員阻斷果蠅翅膀發育細胞中的細胞死亡機制時，他們發現果蠅種羣中通常呈現的鐘形翅膀大小分佈被打破了。異常多的果蠅發育出了過大的翅膀，或者過小的翅膀。她解釋說，這就好比“如果細胞無法進行這些競爭性的相互作用，大小調控的精確性就會喪失”。
關於手臂如何與其對應的肢體相匹配，或者肝臟如何最終達到所需大小等看似簡單卻又至關重要的問題，我們仍有很多需要了解。但這些問題也具有實際意義。如今，許多生長研究，包括對 Hippo 通路的大量探索，都是爲了更好地理解和治療癌症。
研究人員表示，癌症是發育異常的表現，而且顯然與生長密切相關，所以我們確實需要了解生長本身。
對器官生長感興趣的還有一些研究人員，他們希望利用幹細胞來構建組織。但人們總是擔心，如果你構建出一種會在體內生長的東西，那它會知道什麼時候停止生長嗎？
本文僅作爲醫學科普，如有不適，請及時就醫！
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