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山中伸彌教授發現,將體細胞大量表現特定的幹細胞轉錄因子 (Yamanaka factors),可使細胞重新編寫成具有多能性的細胞,即誘導性幹細胞 (induced pluripotent stem cells, iPSCs)。而最主要的四個轉錄因子為Oct4、Sox2、Klf4和cMyc (OSKM)。因為到目前為止還沒有任何科學家在缺少過度表現Oct4的情況下成功製造出iPSC,所以Oct4被認為是四個轉錄因子中最重要的一環。然而,這個認知可能被來自Max Planck Institute for Molecular Biomedicine的Sergiy Velychko所打破。Velychko發現在沒有利用載體進行Oct4突變的小鼠纖維母細胞也可以轉變成iPSC。由Velychko的實驗結果顯示,可能可以只利用SKM這三個轉錄因子即可製造出iPSC。此外,此研究也發現雖然利用SKM發展iPSC的轉化效率比利用OSKM的方法低,但是發展出的細胞品質卻比較高,也就是說科學家並沒有發現細胞發生脫靶表觀遺傳效應 (off-target epigenetic effect)。研究學者指出脫靶表觀遺傳效應會增加細胞癌化的機會。最後研究團隊將利用SKM製造出的iPSC進行四倍體互補 (tetraploid complementation),發現能夠成功分化成一隻完整的小鼠,也就是說iPSC有能力分化成各種型態的細胞。科學家們,包括山中伸彌教授本人,都對這項研究的成果躍躍欲試,雖然還需要做更多的測試來這證明能夠應用在人類細胞上,但是這絕對對iPSC於臨床上的應用有很大的幫助。 Reference:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1934590919304230
         今年秋天(10月)在美國加州卡爾斯巴德召開Cell and Gene Meeting on the Mesa,其中最吸引人的研究為如何利用胚胎幹細胞 (embryonic stem cell, ESC) 衍生之製造胰島素的細胞 (insulin-producing cell) 治療糖尿病 [1]。        ViaCyte 公司發展出兩種細胞治療產品,將細胞包裹於裝置中後植入病患皮下。第一種為 PEC-Direct™ [2],特別為嚴重型的第一型糖尿病患者所開發。病患的血管能夠長入此產品中,使得病患的組職能與裝置中的細胞直接接觸。裝置中的細胞 (pancreatic progenitor cells) 能成熟分化為胰島細胞 (pancreatic islet cell) ,分泌出胰島素。然而,此產品尚有許多部分需要改進,包括無法分泌與注射型胰島素一樣的量,以及為了避免發炎反應,患者必須服用免疫抑制劑。第二種為 PEC-Encap™ [3],可適用於第一型和第二型糖尿病患者。此產品植入皮下後,並不會引發免疫反應,因此病患不需服用免疫抑制劑,而病患的血管會增生在裝置上且包裹裝置。裝置中的pancreatic progenitor cells 分化成胰島細胞後,分泌的胰島素藉由裝置的半通透膜從裝置滲透到病患血管中。此產品的目的是希望能夠取代失去作用的胰島,成為人造內分泌器官。但是,此商品有一項待解決的問題,癒傷組織 (scar tissue) 會包圍此植入性裝置,使得胰島細胞的分化和胰島素的分泌效果不佳。        ViaCyte 公司正在想方設法解決目前遇到的困難,根據初步結果,改善的效果有達到預期的目標,而這兩種產品皆已進到第一期臨床試驗。 Reference:https://www.sandiegouniontribune.com/business/biotech/story/2019-11-10/stem-cell-therapieshttps://viacyte.com/products/pec-directhttps://viacyte.com/products/pec%e2%80%90encap-vc-01
每年有數百萬的肺部疾病患者因有限的治療選項和不足的器官捐贈而死亡。而現今的組織工程治療技術沒辨法為這些病患提供能夠複製多種細胞且擁有複雜3D排列(對氣體交換不可或缺的幾項功能)的肺部器官。然而,最近有一篇研究顯示,他們能夠利用誘發性多能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 與選擇性囊胚互補 (conditional blastocyst complementation, CBC) 技術成功觸發肺部器官形成 [1]。此實驗將健康捐贈小鼠的細胞誘導成iPSCs,再將這些細胞注入肺功能突變 (Fgfr2-mutant) 的小鼠囊胚中,之後再一起轉移至代理孕母小鼠子宮中。結果顯示,這些iPSCs確實會取代小鼠肺功能突變的細胞,而使得受體產生肺器官形成,且經過一系列的肺功能試驗,發現此實驗形成的肺與正常的肺在功能上並沒有明顯的區別。這項技術之後也會運用於大型動物上,或者不同物種間的肺部移植。雖然此研究還是一條漫長的道路,但是如果真的能夠成功,對肺功能喪失或缺損的患者利益甚大。 Reference:https://www.nature.com/articles/s41591-019-0635-8#Sec1
         這個月初,美國專利及商標局 (United States Patent and Trademark Office) 同意給予來自Stempeutics Research PVT LTD的間質幹細胞 (mesenchymal stem cell) 產品Stempeucel®商標,而此細胞產品主要用於治療危急性肢體缺血 (critical limb ischemia, CLI) [2]。此種細胞治療方法之所以受矚目是因為它是直接處理CLI的根本問題,而不是僅僅減緩症狀的發生。        CLI為一種周邊動脈疾病的嚴重臨床表現,描述病人四肢動脈被阻塞,進而導致血流減少,造成疼痛、腿和腳潰瘍或壞疽,如若不治療,則最嚴重可能導致截肢。        Stempeucel®為來自健康捐贈者骨髓的異體間質幹細胞,經過肌肉或局部注射至患處,以達到治療之效果。Stempeutics公司已經進行了多個臨床試驗,包括臨床第四期試驗用於治療因柏格氏症 (Buerger’s Disease) 引起的CLI、臨床第三期試驗用於治療因動脈粥狀硬化(Atherosclerotic Peripheral Arterial Disease) 引起的CLI 以及第三期臨床試驗用於治療膝蓋退化性關節炎 (Knee Osteoarthritis) [2]。未來,Stempeutics公司希望利用Stempeucel®治療糖尿病足潰瘍 (Diabetic Foot Ulcer)。 Reference:https://economictimes.indiatimes.com/industry/healthcare/biotech/pharmaceuticals/uspto-grants-patent-to-stempeutics-for-stem-cell-drug-stempeucel/articleshow/71851014.cmshttp://www.stempeutics.com/stempeucel.html
近年來,幹細胞治療愈來愈興盛,除了為人類無法治癒的疾病帶來希望之外,這項技術也被運用到人類最好的朋友—寵物狗—的身上 [1]。美國加州一間動物生技公司設立了第一間狗狗的幹細胞銀行,他們在幫狗狗作結紮手術時順便提取一些幹細胞,再將這些幹細胞進行冷凍保存,以為後續之用。這些提取的幹細胞可用於治療許多慢性疾病,包含乾眼症、過敏性皮膚炎、肝臟、腎臟、腸胃、脊髓等疾病,也可用於治療老化相關的疾病,譬如退化性關節炎。抑或是將幹細胞用於治療創傷,例如韌帶撕裂等。此間公司的創辦人Aaron Hirschhorn表示,他受慢性下背痛之苦已有十幾年,且再也無法從事他喜歡的戶外運動,直到他接受了細胞再生治療,才改善這樣的情況。因此,當他發現他的寵物狗罹患退化性關節炎而無法正常走路時,萌生了替狗狗進行細胞治療的念頭。也是因為如此,Hirschhorn先生才期望藉由創立狗狗的幹細胞銀行來達到讓寵物狗們能更健康、更快樂的活著。整套流程大概需要花費1000美元,包含幹細胞提取以及冷凍保存。當人類為了延長壽命而盡力找尋治療各種疾病的解決方法時,我們也為了心靈上的富足,幫助我們的動物好朋友面對相關疾病。但是最重要的是,我們在處理動物細胞相關的治療時,也必須用最嚴格的態度、方法來執行,不能因為是以動物為臨床試驗的對象,就輕忽職守。 Reference:https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-7611227/First-stem-cell-bank-dogs-opens-California-letting-save-dog-ages.html