幹細胞解析/萬能幹細胞 衰竭器官再生不是夢
 

2012/10/22

【聯合報╱記者詹建富】
剛獲得諾貝爾獎的山中伸彌,曾是整型外科醫師,這段臨床經驗促成他深入研究器官再生學問的重要原因。在得獎後,日本政府送給他的禮物是一台洗衣機。 (法新社)非報系
今年的諾貝爾生理醫學獎頒發給英國的戈登爵士和日本的山中伸彌教授,主要是表彰兩人對再生醫學具有承先啟後的貢獻,特別是山中伸彌研究出「誘導式多功能幹細胞」(induced pluripotent stem cells,簡稱 iPS),為未來醫學研究器官再生、組織修復和疾病治療等帶來革命性的突破。

台大醫學院「基因體暨蛋白體醫學研究所」所長陳信孚表示,幹細胞是一種原始、未分化的細胞,它能自我增生並且具有分化成多種特定功能細胞的能力,例如分化為心肌細胞、神經細胞、脂肪細胞和皮膚細胞等。

幹細胞的來源有很多,包括目前常用來治療先天性異常或血液腫瘤疾病的臍帶血移植,或是骨髓、周邊血幹細胞移植等手術等,就是屬於「造血幹細胞」移植手術。

過去醫學界一度對「胚胎幹細胞」研究寄予厚望,所謂胚胎幹細胞,來自於發育初期的胚胎。胚胎幹細胞具有最強的分化能力,醫學界認為只要將胚胎幹細胞自發育初期的人類胚胎取出,經體外培養再植入患者體內,便能進行組織修復與器官再生,可有效治療各種神經退化性疾病如巴金森氏症、阿茲海默氏症,或是脊髓損傷、心肌梗塞、各種血液疾病,甚至糖尿病等。

使用胚胎幹細胞進行醫學研究所面臨的最大問題在於,由於胚胎幹細胞取自人類,這種研究一直存在著倫理及道德的爭議,因此各國於幹細胞研究者紛紛轉而另闢蹊徑。

中研院基因體研究中心助技師郭紘志指出,2006年日本京都大學山中伸彌教授發表研究,只需將 Klf4、Oct3/4、Sox2和c-Myc 四個特殊基因放入成熟的纖維母細胞,就能誘導細胞進行「重新編程改造」(Reprogramming,另譯為「再程式化」),讓細胞恢復具有類似胚胎幹細胞的特性及功能,這種新的幹細胞因此稱為「誘導式多功能幹細胞」(induced pluripotent stem cells,簡稱為iPS)。

郭紘志說,由於這種方法並不需要從胚胎中取得細胞,不但解決了使用胚胎幹細胞進行醫學研究在道德上的爭議,另一個優點在於,纖維母細胞可直接從患者的皮膚取得,所以iPS不會有免疫排斥問題;iPS也不會有過去進行生殖複製研究時,採用細胞核轉殖技術造成複製動物提早老化的狀況,與之相較更為理想,所以iPS已成為今後幹細胞醫學研究與治療的主流。

陳信孚說,對於某些器官衰竭的病人,iPS可望提供組織修復與再生能力,例如一個心肌病變或卵巢功能衰退的病人,過去需要仰賴器官移植,未來也許只需取出病人的皮膚細胞改造為iPS,再直接打入人體,就能使病人恢復健康。

日前《科學》(Science)期刊曾發表一項由日本京都大學所做的研究,取出母老鼠腹中胎兒的皮膚細胞,改造成iPS細胞,接著再藉由「重建卵巢」植入活鼠體內,成功孕育3隻健康小老鼠。未來這項科技若應用在人類身上,可協助因病或年紀太大喪失生育能力的女性孕育下一代,甚至篩選基因,「訂製」理想中的寶寶。

不過,要在醫學上實現取得人類「原廠零件」的夢想,還有一段漫長路途。郭紘志表示,目前短程可實現的是,利用iPS作為探討各種遺傳性疾的致病機轉以及新藥研發,只要取得病人任何細胞,就可利用iPS技術形成客製化誘導型幹細胞,進而開發個人化藥物。

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