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張璽/幹細胞的倒帶與快轉,找到疾病解答

張璽

台北醫學大學附設醫院小兒科主治醫師

我的身分除了是一位小兒科醫師以外,還是一個科學家。熟悉我的友人都知道我的博士研究是幹細胞。在京都大學修業期間,雖然實驗室比較有名的是2014年因發明iPSCs(Induced pluripotent stem cells )獲得諾貝爾獎的山中伸彌教授,但其實我的老師是1982年發現臍帶血中含有大量造血幹細胞的中畑龍俊教授。

嚴格說起來,現在台灣的臍帶血銀行都應該要感謝他才對(笑)。所以今天稍微來跟大家聊一聊幹細胞的二三事。

「是不是有可能像班傑明的奇幻旅程一樣,讓已經分化成熟的細胞返回原始狀態呢?」成功以皮膚細胞達成這個奇幻旅程的人,就是2014年諾貝爾醫學獎得主-山中伸彌教授。<br />圖/張璽提供
「是不是有可能像班傑明的奇幻旅程一樣,讓已經分化成熟的細胞返回原始狀態呢?」成功以皮膚細胞達成這個奇幻旅程的人,就是2014年諾貝爾醫學獎得主-山中伸彌教授。
圖/張璽提供

幹細胞的幹,是名詞不是動詞(廢話)。英文是stem cell,有「主幹」之意。想像一個人的生成,是從精卵結合成為一個新的細胞開始的,從一個細胞長成一個人,這個過程當中一定會有全能型的細胞。同卵雙胞胎的原理也是如此,同一顆受精卵分裂之後,居然可以長成兩個完整的人。

但是隨著細胞增生與變化(我們稱之為「分化」,也就是細胞分門別類的變化為各個器官組織的過程。)細胞的「全能性」慢慢的限縮。因此這也是坊間眾多幹細胞儲存所標榜的。越原始的細胞可能性越廣,但是也越稀有。因此目前自然狀態下所能獲得的最「多能性」的幹細胞就屬臍帶血幹細胞了。

再往上的幹細胞,基本上不太可能自然狀態獲取,而牙齦幹細胞、脂肪幹細胞等等,其全能性又不如臍帶血幹細胞。也因此,就有人發想「是不是有可能像班傑明的奇幻旅程一樣,讓已經分化成熟的細胞返回原始狀態呢?」成功以皮膚細胞達成這個奇幻旅程的人,就是2014年諾貝爾醫學獎得主-山中伸彌教授。

iPSCs (Induced pluripotent stem cells ),誘導多潛能性幹細胞,顧名思義就是藉由人工誘導的方式讓細胞回復到較原始的幹細胞型態。而山中教授的實驗室不但能達到這個目標,同時也證實這些回復成幹細胞的細胞有能力再進行分化。上面這句話看不懂?想像一下,中山教授在做的事情,就像是不停的倒轉DVD到起始,再把DVD快轉到現況。倒轉已經分化的細胞致原始狀態,再從原始狀態快轉到現況。那,究竟我們幹了這麼多細胞,玩弄幹細胞,到底是為什麼?(不是生小細胞)

其一、也最為人熟悉的,就是幹細胞治療。目前這一塊臨床上的應用廣泛但是相當有限。除了小兒血液疾病方面的臍帶血移植治療以外,其他很多應用都還在實驗或是理論階段。對於疾病的治療還無法達到突破性的療效。而臍帶血移植因為有量上面的限制(一個新生兒能夠提供的臍帶血容量是有限的),所以成人或體重超過20公斤以上的病患,在使用臍帶血移植療法的難度就會大大增加。

最近政府開放細胞免疫療法則是另一個領域,它是利用末梢血液的末梢血液中的免疫細胞(T-cell為主的免疫細胞、樹狀細胞、NK cell),來針對癌症進行的免疫療法。接下來幾年相關的治療應該會如雨後春筍般發展出來,值得我們拭目以待。

其二、剛才提到iPSCs是一個接近受精卵全能狀態的多能性幹細胞,理論上可以藉由它複製一些細胞的「狀態」。也就是說,一些疾病的發病過程、接受藥物或治療反應的過程,有可能用多能性幹細胞在實驗室裡模擬出來。這樣我們就可以在實驗室重現致病的機轉,或是更細緻的研究藥物治療的反應。

大家都知道,任何的藥物或是療程,在每個人身上都不會是完全一樣的反應。這表示有所謂個「個體差異」,也就是俗稱的「體質」。而iPSCs可能會是破解這道關卡的重要鑰匙。因為目前iPSCs的技術只需要取病患身上的血液當中的淋巴細胞就可以回復生成iPSCs。

目前我的實驗研究之一,就是著重在這個方面,希望藉此能破解一些疾病發生的機轉,進而研究出對應的療法。

看到這裡,還沒睡著或是按END跳出的人,非常感謝您,台灣未來就是要靠您這批求知若渴的中流砥柱了!

最後來聊聊輕鬆一點話題吧,到底該不該儲存臍帶血或幹細胞?其實這個問題的答案,是yes也是no。先別急著打我(要打也會排在我老婆後面),可以把儲存臍帶血幹細胞想成買保險的概念。雖然目前臨床應用還不是非常的廣泛,但是臍帶血從1982年被發現,到現在短短30多年間,就已經走到臨床應用的地步。

所以如果選擇儲存臍帶血,賭的就是醫療發展的速度。至於值不值得花那些費用來進行這項賭注,當然就是看個人了。至少目前我對於醫療研究發展抱持著相當樂觀的態度。

想知道更多關於iPSCs的資訊

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