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幹細胞研究的突破

每個生物身體裡面,都是由許多不同的細胞構成的。那些不同的細胞,形態與功能有很大的差異,可是,都有同樣的基因組。不同細胞中的基因組,啟動的基因必然不同。
 
 
 
關於幹細胞研究,許多人強調的是,幹細胞可能有的醫療價值。利用幹細胞進行醫療的專門領域,叫做再生醫學。但是,幹細胞研究其實是基礎科學研究。科學家想了解的是:生物身體裡的各種細胞是怎麼來的?

我們都知道:精子與卵子結合後的受精卵,只是一個細胞,可是這個細胞卻能分裂與分化,形成一個身體。每個生物身體裡面,都是由許多不同的細胞構成的。那些不同的細胞,形態與功能都有很大的差異。例如肌肉細胞與神經細胞,有相似之處,也有相異之處,可是它們與紅血球的差異,又大得不得了。在神經系統裡,神經細胞就有許多種,而數量比神經元多10倍的神經膠細胞,種類也不少。

可是,身體裡這麼多形態與功能都有很大差異的細胞,都有同樣的基因組。因此,科學家早就相信,不同細胞中的基因組,啟動的基因必然不同。研究幹細胞的科學家,是想找出控制細胞分化的基因組機制。

2006年,日本京都大學再生醫學研究所講座教授山中伸彌的團隊,以病毒把4個基因帶進小鼠的成年細胞中,將小鼠的成年細胞扭轉成具有胚胎幹細胞特性的細胞。那4個基因,像是分子開關,可以啟動基因組中的其他基因。

2007年上半年,山中伸彌的團隊與另外兩個美國團隊,提出了有力的證據,指出以成熟體細胞扭轉成的人工胚胎幹細胞,在進一步分化過程中,基因活動模式及細胞分化過程,都與真正的胚胎幹細胞相同。也就是說,在實驗室以小鼠成體細胞製造的人工胚胎幹細胞,與真正的小鼠胚胎幹細胞,可說是一樣的細胞。

2007年11月20日星期二,山中伸彌的團隊與美國威斯康辛大學醫學院的團隊同時發表了一個重要的突破:他們以那4個基因,成功地將人類已分化的細胞扭轉成胚胎幹細胞。這種人工的人類胚胎幹細胞,在小鼠體內能分化成3種不同類型的細胞。(威斯康辛大學的團隊,使用的是胎兒與新生兒的結締組織細胞;山中伸彌團隊使用的是一位36歲女性、一位69歲男性的細胞。)這種技術將成為人類胚胎幹細胞的一個主要來源,為開發幹細胞的臨床療法開啟了一扇方便的門。

不過,科學家很快就發現,這兩個團隊使用的技術可能不安全。原來他們用來扭轉成熟體細胞的4個基因中,有一個(c-Myc)似乎與癌有關,會促使惡性腫瘤生長。

2007年11月月底,山中伸彌團隊又發表報告,說他們不使用c-Myc基因,仍然能把小鼠與人類的成熟體細胞扭轉成胚胎幹細胞。不過,不使用c-Myc基因的後果是,在實驗室製造這種人工胚胎幹細胞的速率會變得緩慢。也就是說,這種細胞的分裂速率變慢了。可是最令人驚訝的發現是,把小鼠的這種細胞移植到小鼠胚胎上,那個胚胎發育、出生後,罹患癌症的機率大幅下降。

目前,這套研究技術最大的問題,還是安全。因為科學家現在利用病毒把4個或3個基因插入成熟體細胞的基因組中,到目前為止,還不能精確地控制基因插入的位置。科學家相信,外來基因要是插錯位置,有可能導致不可預測的後果,例如癌症。山中伸彌接受訪問時,告訴記者:他的團隊正在研究比較精確的插入基因的技術。
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