因為一個創意的作法, 讓iPS幹細胞不涉及生命,沒有倫理爭議,如能研究成功,可以用來醫治巴森金氏症、糖尿病等重大疾病。雖然像科幻小說或電影裡的情景,卻即將成為事實……

這是一個典型的正常早期胚胎,從胚胎取出幹細胞後就不能再放回母體繼續成長,必須丟棄。中研院游正博提供
(Brain.com 2009年1月動腦雜誌)最近麻省理工學院MIT技術評論雜誌,評選哈佛大學幹細胞學院的 Konrad Hochedlinger 教授為 「2008 年的創意科學家」,因為他找到新的方法,修正iPS(induced Pluripotent Stem Cell,簡稱iPS)第一版本的缺點,培養出幹細胞,讓體內壞損的細胞有機會更新。
 
  幹細胞,被稱為萬能細胞,能發展出人體各種組織,器官、骨髓、皮膚;如果能用來治病,能把體內損壞的器官,用幹細胞的細胞更新,甚至可培養心、肝、腎等重要器官,隨時給需要的人更換。
 
引發爭論的幹細胞研究
 
  這些理想都需要對幹細胞進一步的研究、逐步實驗,才能發展到臨床實驗。但自然的幹細胞僅存在胚胎裡,從胚胎取出幹細胞之後,為了安全,就不能再放回母體繼續成長, 必須丟棄, 但胚胎也是生命,因此引發倫理道德的爭論,幹細胞的研究也因此受阻。
 
  全世界自願提供胚胎的婦女,本來就不多, 加上又有爭議, 這個實驗既然行不通, 科學家們就另求他法。希望能在沒有爭議,又較容易取得的情況下「製造」
幹細胞。美國聖地牙哥的研究機構Stemagen,就做了重大突破,在成年婦女的未受精卵中, 取出細胞核, 加入成年男子皮膚細胞內的 DNA,在試管內培養胚胎,有了胚胎,就可以從中提取幹細胞。未受精卵加上不是生殖細胞的皮膚DNA,為什麼會變成胚胎,尚待進一步研究。
 
  美國威斯康新大學的教授JamesThomson,是第一個從胚胎取得幹細胞的學者,他與一位華籍學者俞君英(Yu Junying),帶領一組研究人員,成功製造了誘發型多功能幹細胞,以四種因子蛋白注入皮膚細胞,用來「開」、「關」皮膚細胞的特定基因,使得改造後的皮膚細胞有類似幹細胞的特性,具活化能力、分裂、繁殖。這項成就對幹細胞的研究,無疑是具有重大貢獻。
 
iPS幹細胞的「反轉錄」病毒
有致癌之虞

  第一版本的 iPS 幹細胞,雖是了不起的突破,但還是有缺失,因為所用的工具是一種稱為「反轉錄」病毒 (Retrovirus),也就是用病毒把因子蛋白注入皮膚細胞內。我們知道病毒本身不能存活,一定要寄生在宿主,才能存活繁殖,這種特別病毒的細胞, 含有的不是通常的 DNA,而是稱為「遺傳信差」的RNA,進入宿主之後,反轉成 DNA,崁入宿主細胞核的 DNA,再繁殖下去。所以製造出來的幹細胞,也都會帶有這種病毒,可能有致癌之虞。反轉錄病毒的頑強,讓許多疾病不易根治,導致愛滋病的HIV 病毒就是其中一種。
 
  被稱為「創意科學家」的哈佛大學幹細胞學院的教授Konrad Hochedlinger,更換了一種腺病毒(Adenovirus,感冒就是這種病毒引起的)。他的實驗,是把四種因子蛋白藉腺病毒培養出來的幹細胞,注入老鼠的胚胎,發現幹細胞融入老鼠的腦、肺、心臟,存活了十三個星期,都沒有發現異樣或癌症,證實腺病毒並沒有繼續繁殖,不像反轉錄病毒需要與幹細胞一同繁殖,在安全上跨前了一大步,接下來會用人體細胞實驗。
 
醫治癱瘓有了希望
 
  iPS 幹細胞不涉及生命,沒有倫理爭議,如能研究成功,確實有自然幹細胞的再生功能,許多疾病就可以用來醫治,對癱瘓、巴森金氏症、糖尿病等重大疾病,都會有相當的幫助。過去器官移植的難題,數量少、產生排斥,都可解決,患者從自己的細胞培養幹細胞,生成所需要的器官,來替換自己的損壞器官,就不會有排斥的現象。這雖然像科幻小說或電影裡的情景,科學家認為即將成為事實,只是時間的早晚而已。
 
  不過好事多磨,用反轉錄病毒培養 iPS 幹細胞的成功比率約1000:1,用一千個皮膚細胞才能培養出一個 iPS 幹細胞。用安全的腺病毒比率更低,約1萬:10萬。目前這位創意科學家與他的團隊正設法提升效率,直到能大量培養出 iPS ,才能與自然的胚胎幹細胞比對,看出兩種不同的幹細胞有何差異;不過他確實為我們帶來了希望。▊那福忠為數位出版顧問