生物似乎天生就知道如何生长到合适的大小，以及各个组成部分应该生长到多大。人类肝脏的体积恰到好处，足以正常发挥其功能。果蝇身体两侧的翅膀，不知何故最终大小相同，比例完美，足以支撑其飞行。
在日常生活中，我们期望身体部位比例协调，因为它们通常都是如此。你会注意到，如果有人走到你面前，一条腿明显比另一条大得多，这一不协调的景象一定会让你印象深刻。
尽管我们对地球生命的这一基本方面习以为常，但科学家们对此仍未完全了解。身体部位是如何知道何时开始生长和停止生长的呢？
在某些情况下，细胞似乎遵循由其基因活动执行的内在程序。而在另一些情况下，细胞似乎会对来自其他细胞和环境的各种信息做出反应，根据需要开启或关闭生长。
很多时候，它们似乎两者兼而有之。而当它们是癌细胞时，整个过程就彻底出错了。
器官和其他身体部位的大小可以由内部设定，也可以在这些部位的组织内部（蓝色），也可以由环境控制（绿色）
科学家们长期以来一直试图“解开这个谜团”。20 世纪 30 年代，耶鲁大学动物学家维克多·特威蒂和约瑟夫·施温德对蝾螈进行了实验，将体型较小的斑点钝口螈（ Ambystoma punctatum ）的肢芽移植到体型较大但亲缘关系较近的虎纹钝口螈（ Ambystoma tigrinium ）身上。
在一些实验中，研究人员发现，将小型蝾螈的肢芽移植到体型较大的蝾螈身上，会导致新动物出现三肢粗壮、一肢细小的现象（反之亦然）。斯坦格表示，这表明“决定体型的信息很早就嵌入到那群细胞中，并且与动物体内发生的变化无关”。
但特威蒂和施温德在其他实验中发现，营养，外部调节因素也会影响肢体大小。这既有先天因素，也有后天因素，在生物学中，这从来都不是非此即彼的问题。
发育生物学家很快发现，器官和结构达到最终大小的方式多种多样。在 20 世纪 60 年代一项著名的实验中，研究员唐纳德·梅特卡夫将 6 个或 12 个胎鼠脾脏移植到已切除脾脏的成年小鼠体内 。
他发现，每个移植的脾脏都生长到正常成年脾脏大小的相应比例，最终使动物体内的脾脏总量保持正常。苏格兰爱丁堡大学的实验解剖学家杰米·戴维斯表示，这表明脾脏组织能够感知自身在体内的比例。但是，戴维斯说，这“非常令人恼火”。梅特卡夫还发现， 移植到成年小鼠体内的多个胸腺组织表现完全不同：每个胸腺组织都会生长到成年小鼠的正常大小。
在20世纪30年代的一个经典实验中，科学家们将一种小型蝾螈物种的肢芽移植到更大的蝾螈物种上，反之亦然。在此结果中显示，再生肢体的大小由移植组织控制，而非受体。不知为何，蝾螈的肢芽似乎“知道”它们应该长到什么大小。 图片来源：V.C. TWITTY 和 J.L. 施温德 / 《实验动物学杂志 》1931 年
几十年后， 斯坦格在小鼠肝脏和胰腺中发现了类似的生长差异 ：形成肝脏的细胞利用环境信号来决定发育中的器官应该生长多少，而形成胰腺的细胞则遵循“自主轨迹”，无论周围发生什么，它们总是达到预先设定的大小。
科学家们已经对一些指导生长的反馈机制有了相当详细的了解。例如，一种名为肌肉生长抑制素的蛋白质有助于抑制肌肉生长。当肌肉组织增大到足以产生一定量的蛋白质时，肌肉细胞就会停止生长。
动态调节肝脏大小的分子过程似乎与肠道组织有关：当胆汁酸水平下降（肝功能减退的标志）时，肠道组织会产生一些因子，解除一种被称为 Hippo 通路的肝脏生长抑制机制。结果，肝脏开始生长，达到其正常大小。当胆汁酸水平恢复正常时，Hippo 通路重新激活，肝脏生长再次停止。如此循环往复。
Hippo 信号通路是当今研究的热门课题，这不仅是因为它在调节器官大小方面发挥着重要作用，还因为它在控制癌症方面可能扮演着关键角色。然而，关于 Hippo 信号通路仍有许多问题尚未解答。
哥伦比亚大学医学中心的遗传学家和发育生物学家劳拉·约翰斯顿表示，对于那些细胞大小的指令早已内嵌于基因中的情况，例如早期对蝾螈肢体的实验，仍然存在许多谜团。实验室正在深入研究多种可能影响细胞生长的因素，包括 DNA 中固有的细胞命运和细胞组织信息，以及作用于组织的机械力。
20世纪60年代的一项实验显示，植入的小鼠脾脏能够感知周围其他脾脏组织的数量，从而限制它们的生长大小。结果是一只脾脏物质适量的小鼠。左侧是一只脾脏正常大小的老鼠。右侧是一只小鼠，其脾脏在移植前被切除，并用六块脾脏组织切除
约翰斯顿的研究聚焦于一种被称为细胞竞争的现象，即导致不适宜或不需要的细胞死亡的相互作用。这种现象似乎在稳定器官大小方面发挥着作用。当她实验室的研究人员阻断果蝇翅膀发育细胞中的细胞死亡机制时，他们发现果蝇种群中通常呈现的钟形翅膀大小分布被打破了。异常多的果蝇发育出了过大的翅膀，或者过小的翅膀。她解释说，这就好比“如果细胞无法进行这些竞争性的相互作用，大小调控的精确性就会丧失”。
关于手臂如何与其对应的肢体相匹配，或者肝脏如何最终达到所需大小等看似简单却又至关重要的问题，我们仍有很多需要了解。但这些问题也具有实际意义。如今，许多生长研究，包括对 Hippo 通路的大量探索，都是为了更好地理解和治疗癌症。
研究人员表示，癌症是发育异常的表现，而且显然与生长密切相关，所以我们确实需要了解生长本身。
对器官生长感兴趣的还有一些研究人员，他们希望利用干细胞来构建组织。但人们总是担心，如果你构建出一种会在体内生长的东西，那它会知道什么时候停止生长吗？
本文仅作为医学科普，如有不适，请及时就医！
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