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你有想過幹細胞是怎麼決定要繼續維持幹性還是分化成不同細胞、組織嗎?根據最新研究,這些決定與細胞週期中的G1期有相當大的關係 [1]。依據先前Kosik教授的研究,G1期愈長的幹細胞會傾向分化成下游細胞,相對地,G1期較短的幹細胞會傾向維持不分化的型態。而控制G1期長短的訊號蛋白質為Wnt,研究人員發現當在幹細胞培養基中具有含量較高的Wnt時,G1期則較短,也就是說幹細胞會有較高的機率維持不分化的型態。然而,科學家也發現蛋白質Wnt與G1期的關係並非如此單純、絕對。細胞在分裂的過程中,G1期的長度並不會完美的複製到子女細胞。這也就是造成在Wnt濃度相對低的培養基中,依然會發現有些幹細胞維持幹性而不會分化成其他細胞。此外,研究人員還發現即使單一幹細胞的G1期改變了,但是一整個幹細胞族群G1期的比例是不變的。當族群內G1期長度產生不一致性時,會促使該族群的幹細胞進行分化,也就是說並不是單一幹細胞決定他自己的命運,而是在相同族群內的幹細胞共同決定所有的細胞是要維持幹細胞的型態還是走向分化。了解幹細胞分化的特性,有助於維持現今類胚胎幹細胞–誘導性多功能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 的幹性以及分化傾向,使得人類得以放大不分化的iPSC及將這些iPSC分化成目標細胞,用於治療相關疾病。 Reference:https://journals.plos.org/plosbiology/article/authors?id=10.1371/journal.pbio.3000453
BrainStorm Cell Therapeutics宣布其公司的NurOwn產品進入第三期臨床試驗,200名罹患肌萎縮性脊髓側索硬化症 (Amyotrophic lateral sclerosis, ALS) 的受試者已召齊並準備接受治療 [1]。此項臨床試驗主要目的為探討將NurOwn注入脊髓後對於ALS的治療效果以及安全性。肌萎縮性脊髓側索硬化症,俗稱路-蓋里格氏病、漸凍人,為一種運動神經系統的退化性疾病,主要症狀為肌肉逐漸地萎縮與無力,最後則因為呼吸衰竭而死亡。目前僅能以藥物延緩疾病的進展,並無法根治此疾病。NurOwn為一種細胞治療方法,取得病患之自體間質幹細胞 (mesenchymal stem cell),並將此細胞分化成能夠分泌神經營養因子 (neurotrophic factor) 的MSC-NTF。此研究主要希望利用此細胞注入脊髓後能夠使其分泌的神經營養因子促進神經組織的生長與存活。此臨床試驗大致有兩項目標。一為一為利用ALS功能評估量表 [2] 確認NurOwn的安全性以及相對於安慰劑,NurOwn對於ALS的治療效果。二為探討NurOwn對於血液和腦脊髓液中各項生物標記(譬如神經營養因子、發炎因子、細胞激素等)的變化。若這項臨床試驗能夠成功,BrainStorm Cell Therapeutics就能向美國食品與藥物管理局 (FDA) 提出申請以同意NurOwn作為ALS的治療方法。 Reference:http://ir.brainstorm-cell.com/news-releases/news-release-details/brainstorms-nurownr-phase-3-als-clinical-trial-now-fullyhttps://ct1.medstarhealth.org/content/uploads/sites/8/2015/02/PMandR_ALSRatingScale033111.pdf
美國南加州大學研究團隊宣稱成功製造出類睪丸間質細胞 (Interstitial cell/Leydig cell),未來可用於治療睪固酮濃度過低 (low testosterone, low T) 或性腺低下 (hypogonadism) 的男性患者 [1]。Low T是指一種當男性血液中的睪固酮濃度低於300 ng/dL的疾病,會直接或間接影響心情、生育力、性功能、肥胖、骨質密度等等。睪固酮的分泌原本即會因為年齡增長而逐漸減少;然而也有可能因為一些感染或癌症治療等因素而驟降。現今的治療方式大多以補充睪固酮為主,無論是注射、口服或是塗抹等方式,不過衍生而來的副作用也不少,譬如造成不孕以及增加罹患前列腺癌或心血管疾病的機率。因此,科學家致力於發展移植本身即會分泌睪固酮的細胞製患者體內,以達到避免上述副作用的情形。Papadopoulos教授所帶領的研究團隊以膠原蛋白為誘導因子將誘導型多功能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, iPSC)分化成類睪丸間質細胞 (like-Leydig cell),而這些被誘導的細胞能夠有效分泌睪固酮 [2]。未來,Papadopoulos教授希望將這些分化的類睪丸間質細胞注入性腺低下以及正常的模式動物中,以探討這些細胞對於治療此疾病的效能。雖然發展此種以細胞為主體的治療方式還需要很多年的時間,不僅需要研究其有效性、劑量大小,更要確保如何在相對安全的情況下治療患者,但是相信這種治療方法對於大部分的男性都是樂見其成的。 Reference:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191007153447.htmhttps://www.pnas.org/content/early/2019/10/02/1908207116 
由Stemedica Cell Technologies主導的臨床研究,透過靜脈注射異體間質幹細胞用於治療缺血性腦中風 (ischemic stroke),在第二期a臨床試驗中得到突破性的進展 [1,2]。在其第一期臨床試驗的結果中,給予受試者注射不同細胞數 (0.5, 1.0, and 1.5 百萬個細胞/kg 體重) 並沒有發現安全上的疑慮。因此,該實驗團隊選擇在第二期a臨床試驗中給予受試者注射1.5 百萬個細胞/kg體重。實驗結果顯示,在15個有嚴重副作用中,與該研究沒有或有較小的關係;而另外兩個較輕微副作用,泌尿道感染和注射處發炎,有可能與注射細胞有關。所有接受細胞注射的受試者在行為表現上均獲得增加,此外,在12個月的連續觀察中發現受試者受損的功能有改善的傾向。該研究團隊宣稱為患有慢性中風的受試者注射異體間質幹細胞在安全上的疑慮甚小且能夠有效提升受試者行為表現。這項振奮人心的結果使得Stemedica決定與美國食品與藥物管理局 (FDA) 討論往下進行第二期b臨床試驗的展望性。此臨床研究會如此受注目是因為它是目前最大的靜脈注射間質幹細胞臨床試驗,也是第一個評估異體間質幹細胞對於治療腦中風的試驗。再者,此研究亦是第一個探討在缺氧環境下間質幹細胞的細胞增生、基因表現、細胞激素分泌以及細胞遷徙。中風一直以來都是導致肢體失能的主要原因之一,也是最常見的神經相關疾病。目前為止並沒有有效治療中風的藥物,所以科學家轉而期望能夠透過細胞重建 (restorative therapy) 來治療中風。如若這個注射間質幹細胞的研究能夠成功通過第三期、第四期臨床試驗,對於人類治癒中風或其他相關神經疾病不是一個不可見的未來。 Reference:https://www.vasculardiseasemanagement.com/content/positive-study-results-phase-iia-clinical-trial-using-intravenous-administrationhttps://www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/STROKEAHA.119.026318
        日本與美國的研究學者共同發展出由誘發性多能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 衍生而來的迷你人類肝臟組織,且能夠利用此系統模擬非酒精性脂肪肝疾病 (non-alcoholic fatty liver diseases, NAFLD),應用於治療此疾病的藥物篩選。        NAFLD,是一種脂肪在肝臟堆積的疾病,常常導致肝硬化或肝衰竭。在肥胖率逐年攀升的美國,NAFLD快速成為引發慢性肝炎的主要原因。而現今並沒有有效治療此疾病的藥物。        根據先前許多研究顯示,若基因SIRT-1變得不活躍時,肝臟細胞會傾向堆積脂肪。有動物研究結果指出,白藜蘆醇 (Resveratrol) 對於NAFLD有顯著的治療效果,然而,進行臨床試驗的結果卻顯示其對於治療人類NAFLD並沒有顯著效果。因此研究學者指出此技術可用於發展此類型的藥物,利用製造人類迷你肝臟來模擬真實人類肝臟。        首先,科學家利用基因工程技術在正常的人類皮膚細胞表現一個能夠抑制基因SIRT-1的開關。再者,將此皮膚細胞轉換成iPSC後分化成肝臟細胞。之後,再將此肝臟細胞種在大鼠的肝臟中並去除大鼠的肝臟細胞。等到這個迷你肝臟成熟後,再利用先前的開關抑制基因SIRT-1,則成功製作出模擬脂肪肝的人類迷你肝臟 [1]。 Reference: 1. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(19)30320-1