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        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
         American CyroStem Corporation宣布美國食品與藥物管理局 (Food and Drug Administration, FDA) 同意其產品ATCell™的試驗用新藥申請 (Investigational New Drug Application),用於治療腦震盪症候群 (Post-Concussion Syndrome, PCS) 的患者 [1]。         ATCell™為自體脂肪衍生間質幹細胞 (adipose-derived mesenchymal stem cell, ADSC),具有超過97%的幹細胞生物標記 (biomarker) 確認,可與受體基因配對。         此研究之臨床第一期試驗為測試ATCell™的安全性及耐受性,並且蒐集與減緩PCS相關症狀的臨床資訊。此第一期試驗為單一地點、雙盲且有安慰劑控制的研究。受試者與施測人員皆不知道受試者屬於實驗組或對照組,隨機給予受試者ATCell™或安慰劑來進行試驗。各受試者於試驗之前進行抽脂,分離、放大、培養間質幹細胞得到ATCell™,每位受試者只會得到由其自體脂肪取得的細胞。再給予治療後,將進行六個月的安全性監控,且分別於一天、一週、一個月、三個月和六個月進行安全性評估。         PCS為腦震盪後所產生的一系列症狀,可能持續幾週、幾個月或有時一年以上,且為創傷性腦損傷 (Traumatic Brain Injury, TBI) 最常發生的一種狀況。而根據統計,每年美國花費於緊急治療腦損傷患者及復健的費用大約為一千億美金,其中並不包含其他間接產生的花費,譬如對社會、家庭及生產力的影響。因此,American CyroStem Corporation期望利用自體脂肪間質幹細胞治療腦震盪症候群以及輕微的創傷性腦損傷。   Reference: http://www.americancryostem.com/american-cryostem-announces-fda-accepted-its-investigational-new-drug-application-for-post-concussion-syndrome/
上週四 (8/29) 由日本大阪大學西田幸二 (Koji Nishida) 教授所帶領的團隊表示他們成功將誘導性多功能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 所分化的角膜細胞移植入一名患有角膜上皮幹細胞缺乏症的女性,且術後該病患的視力改善許多 [1]。 研究團隊將保存於京都大學的第三者iPSCs分化成角膜細胞,使其呈現薄膜片狀(約0.03至0.05 mm)後再植入該名患者的左眼,期望能繼續產生更多的角膜細胞。團隊宣稱移植的細胞中並不包含免疫細胞,因此產生排斥的可能性較低。術後病患的角膜由原本的混濁變為澄清透明,視力增加,使該名患者日常生活不會受阻礙,能從事看報紙、看書等活動。研究團隊相信這項移植手術的效果能夠維持長久,甚至到病患的一生,他們也會持續追蹤移植的效果及安全性,亦會確認細胞有無異常增生,進而產生腫瘤。 該研究團隊表示今年會再進行第二例移植手術,明年也會實施第三、四例。2021年,會進行此臨床研究的整體評估。西田教授並期待在五年後能將此技術普及化。 移植iPS細胞所生成的角膜是繼2014年移植視網膜色素上皮細胞治療老年黃斑部病變後對於視力最振奮人心的消息。一旦這項臨床研究、技術於安全性、效率、風險與效益中取得平衡,並成功普及化,對於許多視力低落或雙眼失明的患者絕對是重現光明的希望。 Reference: https://www.japantimes.co.jp/news/2019/08/29/national/science-health/osaka-world-first-ips-corneal-transplant/#.XWzdspMzbL8
          常常說一笑傾城,人們致力於保持一口好牙,而亮白整齊的牙齒卻不是這麼容易維持。然而,最近有研究顯示間質幹細胞 (mesenchymal stem cell) 可能是修復牙齒損傷的新興治療方式 [1]。         一篇發表於〈Nature Communications〉的研究表示,他們發現一種新族群的間質幹細胞,臨近間質短暫增值細胞 (mesenchymal transit amplifying cell) 和 上皮幹細胞 (epithelial stem cell),在小鼠的門牙持續生長,也能形成牙本質 (dentin)。此研究也發現當此種細胞被活化後,會藉由基因Dlk1調控將訊息傳回母細胞來控制這種細胞的數量和分化。另外,亦發現在牙齒損傷修復中,基因Dlk1會促進幹細胞的活化以及組織再生。         未來,需要更多研究來探討間質幹細胞用於臨床治療牙齒疾病的應用性及可能性,也需要測試最適合的治療時機和最佳的治療劑量。不過,這項動物研究還是為治療蛀牙、牙粉碎注入一線新希望。 Reference: https://www.nature.com/articles/s41467-019-11611-0  
        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。         雖然iPSCs會經過粒線體的變異而產生排斥現象,但是這並不代表iPSCs完全無法被使用。科學家可以在編程iPSCs之前,先進行篩選,盡量選擇相似的粒線體基因結構,且在放大的過程中,也要隨時監控突變的產生。除此之外,科學家也可以利用CRISPR的技術讓這些幹細胞能夠倖免於免疫細胞的攻擊 [2]。 Reference: https://www.nature.com/articles/s41587-019-0227-7 https://www.nature.com/articles/s41587-019-0016-3