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如何讓臺灣亮起來? ─ 從動物生殖科技談幹細胞與再生醫學

104/05/04 瀏覽次數 8100
在臺灣各行業之創新突破進展都有機會受國際媒體關注,讓臺灣躍上國際舞臺及提高能見度-使臺灣亮起來。如何從動物生殖科技研究成果衍生至幹細胞與再生醫學之研究領域?如何在過程中創造高衝擊性之創新研究成果?是該領域工作者隨時面對的挑戰。

生物技術已成為邁向二十一世紀全球重點發展科技,動物生殖科技為生物技術之一環,尤其以人類醫學最密切相關之動物基因轉殖技術之研發,已成為現階段全球矚目之科技領域,基因轉殖技術之興起,已為動物之遺傳改進提供一項嶄新可行之方法。

幹細胞乃指一群尚未完全分化的細胞,同時具有可分化成特定細胞或組織之能力,發育生物學將其歸屬於較原始期階段之細胞。再生醫學是利用健康的細胞進行修復或取代已受損或壞死的細胞、組織或器官,其所涉及的領域以幹細胞、組織工程及細胞治療為主軸。然而在幹細胞治療之研究過程中,常遭遇幹細胞經移植治療後,不易取得明確證據來證實新生組織確實由外源移植之幹細胞分化而成。因此,如何克服此瓶頸?即成為領域研究之亮點,亦為本次展望主題討論之重點。

講演內容綱要

吳教授的演講以豐富且新穎的研究成果,讓我們開了眼界,初步瞭解了何謂「幹細胞」,以及臺灣在「再生醫學」上的突破性成就。

2005年在臺灣大學年終記者會上,「螢光豬」-一種經過基因轉殖,全身細胞會散發紅色或綠色螢光的小豬,讓現場的記者驚艷!它的光芒不只在現場人員的眼中閃爍,也讓臺灣在生物科技的國際舞臺上光芒萬丈!  

吳教授說:「會從複製動物的領域轉戰動物基因轉殖研究,一開始是想幫研究幹細胞的朋友解決基因標記的問題。」2000年時,再生醫學的研究剛起步,許多科學家發現幹細胞與疾病的治療有密切的關聯,但往往是看到了療效卻找不到證據,足以證明幹細胞真的能使細胞再生。因此吳教授就想,如果能將能呈現螢光的基因轉入動物體內,或許就能觀察到幹細胞在體內的運作過程。為了驗證這個猜測,他先將水母體內的螢光蛋白移入世代交替時間短、養育經費便宜的白老鼠上實驗,成功地獲得全身散發螢光紅與螢光綠的「螢光鼠」。帶著成功的經驗,研究團隊再接再厲,將螢光蛋白轉殖到豬隻體內,經過性狀的篩選,找到能呈現螢光紅與螢光綠的小豬,再藉由人工授精的方式,成功地生產出有螢光表現的豬隻!

因為成功找到可以觀察幹細胞的螢光細胞,許多幹細胞的研究就有充分的證據。對於幹細胞的印象,一般人常把它想像成一種能治百病的「萬能細胞」,但吳教授說,幹細胞其實只是「具有自我更新能力,同時可分化成特定細胞、組織功能」的細胞統稱,而動物體內其實有很多種幹細胞,像是有全能性的胎盤幹細胞、單能性的皮膚幹細胞等。目前全世界找不到一種幹細胞能治百病,但吳教授覺得,在未來應該可以根據不同的疾病找到對應的幹細胞來進行治療。 

螢光豬的核心技術在「基因轉殖」,對於這個大家聞之色變的科學名詞,吳教授說,其實每個人都是基因轉殖的個體,因為根據「基因轉殖」的定義-以人為方式將外源基因嵌入生物體或將生物體之內源基因移除,當我們父母親精卵結合時,就是一種「基因轉殖」的表現。近年來拜基因轉殖所賜,動物基因演進的時間因此縮短許多,也讓再生醫學的研究能突飛猛進。如果能將基因轉殖的目的與想法攤開來討論清楚,讓社會大眾瞭解並接受,技術方面一定能有更多的突破。 

演講中吳教授也舉了羊水幹細胞應用在基因治療上的例子:科學家在老鼠懷孕初期,將綠螢光鼠的羊水幹細胞注入到有基因缺陷的紅螢光鼠胎兒腹腔中,由於幼鼠的免疫系統尚未發育完成,所以對外來的幹細胞沒有排斥性,能在身體的其他部位發現,並改善有基因缺陷的細胞。運用此種基因治療的方式,國外已有成功治療「玻璃娃娃」的案例。不過在國內,礙於法規限制,基因轉殖實驗還是無法在人體上進行。除了先天基因缺陷的改善,羊水幹細胞這種成體幹細胞,在老鼠實驗上也發現具有可以緩和細胞纖維化,及修復心肌梗塞的冠狀動脈等療效。 

螢光豬對幹細胞的研究功不可沒,吳教授認為未來還可以運用在更多的面向,像是增強動物對疾病與天氣變化的抵抗力、生產醫療用蛋白、培育出環保豬(減少糞便中的磷含量)等。但教授也語重心長地說,希望政府能將生物技術研究的規範開放,也希望一般民眾能用更科學、更開闊的心胸來看待轉基因動物。就像很多人覺得被嵌入了人類基因的轉殖豬必須銷毀不得食用,因為有些人認為,如果吃了轉基因的豬就好像吃了自己的基因一樣,是很不人道的。但教授打趣地說,其實我們每天都在吃自己的基因,因為脆弱的口腔上皮細胞不斷地在口中剝落,只要吞一口口水,每個人都會吃到了自己的基因。演講最後,吳教授鼓勵年輕人有想法就要想法去落實,藉由創新的想法與國際觀,臺灣一定能在世界舞臺上亮起來!
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