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        誘導性全能幹細胞 (induced pluripotent stem cells, iPSCs) 於2006年開始為人所知,這些由患者本身體細胞再編程 (reprogram) 的幹細胞,照理說應該會廣泛運用於臨床醫療及再生醫學。經過了十幾年,雖然科學家在此幹細胞的領域上連年精進,但是卻發現了一個匪夷所思的問題。研究發現由患者本身衍生而來的iPSCs移植至患部後卻免不了產生排斥現象,即使是移植至原本取得體細胞的組織。這個問題一直困擾著科學家,然而,最近一篇發表於〈Nature Biotechnology〉的文章顯示,造成排斥的原因可能來自細胞內的能量工廠—粒線體 (mitochondrion) [1]。         在細胞中,粒線體是一個特別的存在,它有自己的基因編碼,可以自行複製DNA,也能夠自己生產部分所需的蛋白質。根據這篇研究,一、兩個粒線體基因突變就能引發免疫排斥。研究團隊選擇的捐贈者與被捐贈者有一個粒線體基因變異。捐贈者的體細胞經過編程,形成iPSCs後再放大培養,三或六個月後,將被捐贈者的免疫細胞與捐贈者的粒線體蛋白質片段共培養,發現其會引起免疫排斥。即便是利用自己的體細胞所產生的iPSCs,也會因為粒線體在複製DNA的過程中並不會對複製錯誤的鹼基對進行修復,所以基因突變的粒線體會不斷被放大增生,進而導致免疫排斥的產生。   …

       隨著飲食的精緻化以及久坐的生活型態,第二型糖尿病的罹患人口大幅增加。時至今日,能為發展出有效至於糖尿病的療法,大多建議以控制飲食和注射胰島素來減緩病情。90%以上的糖尿病罹患者屬於第二型糖尿病。第二型糖尿病的成因主要分為兩種。第一種為,分泌之胰島素數量不夠或是品質不佳,無法有效控制血糖維持在正常範圍。第二種為,胰島素的目標細胞(譬如肝臟、肌肉等)對其產生阻抗作用 (insulin resistance)。         在先前的動物實驗中,研究顯示移植間質幹細胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 可以降低受損的胰島𝛽細胞死亡以及促進前驅細胞分化成胰島素分泌細胞 [1-3]。亦有研究指出在第二型糖尿病,移植 MSC 能夠改善葡萄糖耐受性以及代謝平衡 [4]。於研究第二型糖尿病的臨床試驗中,顯示注射由華通氏膠 (Wharton’s jelly) 取得的 MSC 至靜脈以及胰島中能夠顯著地改善胰島𝛽細胞的能力且沒有明顯的副作用 …

        日本政府在今年三月放寬培養含有人類細胞的動物胚胎的相關規定,同意可培養超過14天(原用意是避免胚胎成形)以及於代孕子宮內植入「人獸嵌合體胚胎」 (human–animal chimaeras),但仍然禁止將人獸嵌合體胚胎植入人類子宮中 [1]。七月底,日本政府同意進行由 Hiromitsu Nakauchi帶領的東京大學與史丹佛大學研究團隊的實驗規劃,此項研究的目標為在動物體內產生由人類細胞組成的器官,最終能夠移植至人類體中,以解決移植器官嚴重缺乏之問題 [2]。研究內容為將人類誘導性多功能幹細胞 (iPSC) 分別植入小鼠、大鼠的受精卵中,培養成「人獸嵌合體胚胎」,在移植入代孕豬隻的子宮內。這項計畫受到相當大的關注與質疑,於動物體內植入人類細胞會產生許多技術上與倫理上的問題。然而,Nakauchi教授表示他會將此計畫以緩慢的步調進行,且並不會讓混種胚胎形成個體,以確保實驗之安全性及合理性。         2017年,Nakauchi 教授於《Nature》發表一篇有關跨物種器官形成的文章 [3]。其研究內容為透過種間囊胚互補 (interspecies blastocyst complementation) 讓由小鼠體細胞產生的iPSC在大鼠體內生成與大鼠胰臟一樣大的小鼠胰臟 (pancreata)。主要流程為在剔除與胰臟發展有關基因的大鼠囊胚中植入小鼠的iPSCs,注射回大鼠體中,以產生由小鼠細胞組成的胰臟;將胰臟中的胰島分離出來後,注入糖尿病小鼠當中,以評估其生成的胰島素對於血糖的調控。過程中研究團隊發現,雖然胰臟屬於小鼠細胞,但周圍的輔助細胞,譬如內皮細胞,屬於大鼠細胞,因此為了避免急性免疫反應,在移植當下以及後五天均注射免疫抑制劑。根據結果,注射此胰腺的糖尿病小鼠能夠持續將血糖維持在正常的範圍,且後續並沒有產生免疫排斥及抑制的情形。 …

在再生醫學中,間質幹細胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 的應用愈來愈廣泛,相關的臨床試驗更是在近幾年蓬勃發展。間質幹細胞的優勢非常多,包括容易取得、培養簡易、分化多元性、免疫抑制、較不受倫理爭議等等,然而,其最令人詬病的是,複製衰老,導致生命週期有限,也會影響其分化和增生的能力 [1, 2]。因此,許多科學家致力於如何減緩間質幹細胞的老化現象。有研究團隊宣稱藉由導入端粒酶反轉錄酶基因修飾間質幹細胞,能夠抑制複製衰老,進而延緩老化,但是這些外源基因可能導致惡性腫瘤的產生,因此並不適合用於臨床 [3, 4]。也有研究團隊提出 histone acetyltransferase 抑制劑和 rapamycin 可以避免複製衰老的現象。亦有研究團隊表示控制氧化壓力 (oxidative stress) 能夠降低間質幹細胞老化,譬如將細胞培養在缺氧環境下或者添加抗氧化劑 [5, 6]。           …

癌症是第二大致死疾病,僅次於心臟疾病。免疫細胞與癌症息息相關,其中自然殺手細胞 (natural killer cells, NK cells) 被認為可能具有抗癌作用。因此, Dan Kaufman 研究團隊宣稱能夠利用誘導性多功能幹細胞 (induced pluripotent stem cells, iPS cells) 大量製造分化 NK 細胞,以供臨床使用,而這些 NK 細胞能夠攻擊癌細胞且不被免疫系統排斥 [1]。大致過程為首先於無血清、無滋養層的培養基中大量培養 …