吳世揚專欄:生命與細胞的奧妙1》有對的細胞才有再生醫學

吳世揚專欄:生命與細胞的奧妙1》有對的細胞才有再生醫學

毅傳媒 2022-11-30 10:02

文字撰稿:吳世揚
圖片來源:新聞中心

再生醫學已成為新興醫療的焦點,而其基礎是細胞。所以穩定、安全、合法、可異體使用且精準的細胞來源,是再生醫學是否能執行的關鍵。

現在全球臨床上最廣泛討論的細胞有間質幹細胞(Mesenchymal Stem Cell, MSC)、誘導式多功細胞(Induced pluripotent stem cell, iPSC)、胚胎幹細胞(Embryonic Stem Cell, ESC)、造血幹細胞(Hematopoietic stem cell, HSC)等。因為它們具有可以分化為多種功能細胞的能力,且可以大量生產。其中只有MSC、HSC已經被《細胞治療特管辦法》列名,可使用於臨床治療上。而MSC、HSC的最佳來源就是臍帶、胎盤及臍帶血。

為何ESC、 iPSC沒有被列入?

那是因為ESC細胞雖具有分化成為各種不同細胞的能力,被稱為萬能細胞,但因ESC細胞僅能從胚胎中取得,因此有道德上的爭議,在大多數國家是直接排除臨床使用的。而iPSC是在2006年由日本學者山中伸彌教授所提出,他發現將Oct4、Sox2、c-Myc與Klf4這4個轉錄因子導入細胞後,可以將成人細胞轉為功能類似ESC的萬能幹細胞,但過程中需要將外來基因插入原有的染色體上,也就是基因改造。所以安全性尚存在疑慮,加上整個轉化及純化的費用高昂,是否能大量生產還有待商榷。

優良的細胞來源只是開始,現在更進一步需要的是,得到精準專用的細胞,例如修補神經缺損的神經母細胞、修補心臟的心肌細胞、修補關節的軟骨細胞等功能性細胞。為得到特定功能的細胞,現在常用的方式是,化學性誘導或基因轉殖。因為這些利用外來物產生的細胞,還是存在未知的風險,科學家已經開始研究利用特定的物理作用來誘導細胞分化,例如澳洲墨爾本皇家理工大學(Royal Melbourne Institute of Technology,RMIT)已成功利用聲波,在無藥物催化下讓幹細胞數天內轉化成骨頭細胞,因此產業界也開始研發大規模物理性誘導分化的技術。

也就是說,細胞對於生存環境有一定的調控能力,尤其是未分化的幹細胞更是厲害。細胞透過整合素(integrin)主導的訊息傳遞,當細胞感知到周圍的物理刺激,就會調控細胞本身的物理結構以及細胞內的化學分子,這便是所謂機械傳導。機械傳導進而調控許多生長因子的訊息傳遞、改變細胞分化的方向。常用的物理條件包含生長環境的溫度、液體黏度、攪拌速率、貼附材料的硬度、材料表面結構、壓力、音波、光照強度及波長等等。透過設計專屬處裡製程,將有機會靠物理作用得到合用的精準細胞。

現在衛福部強力催生再生醫療二法,包括《再生醫療施行管理條例》及《再生醫療製劑管理條例》,證明再生醫療的實用性。市場預期,再生醫療二法草案若通過立法院審議,將從目前的自體細胞治療朝向「異體」細胞治療。這可是牽動再生醫療千億元的商機,相對的對於細胞安全性及精準化的要求勢必跟著加大,對台廠而言,是新契機,也是大挑戰。

(本文作者為國立陽明交通大學生物科技系部定講師)

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