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誘導性多功能幹細胞
2015/10/26
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2012年的「諾貝爾醫學獎」已經在10月8號揭曉,兩位得主當中,英國學者戈登被譽為複製生物的始祖,日本的山中伸彌,則為幹細胞研究開創了嶄新局面。不過,兩位得獎者所發表的關鍵論文日期,卻相隔了將近半個世紀。這兩組研究之間到底有什麼關聯,讓兩代科學家一起獲得這項殊榮?請聽以下的科學三分鐘,與您分享誘導性多功能幹細胞的研究。

動物與植物都屬於多細胞生物,是由許多不同型態與功能的細胞組成的,就好比一個社會需要各式各樣的職業分工合作,才能夠順利運行。而從最原始受精卵分裂成為特定組織或器官細胞的過程中,細胞會經歷了「分化」這個過程,而喪失了發展成其他類型細胞的可能性。

生物體內,如果有細胞還保留著分化成其他細胞類型的能力,就被稱為幹細胞。一般而言,幹細胞只出現在胚胎時期,以及生物體的若干組織裡,數量稀少。那麼,一般的細胞,是否可能轉化成幹細胞呢?

為了解答這個問題,英國學者戈登在1958年,就把一種兩棲類『非洲爪蟾』卵子的細胞核移除之後,再把蝌蚪的「腸細胞」,也就是腸子的細胞拿來,取出它的細胞核,放進了『非洲爪蟾』的卵子裡面。這個置換過細胞核的卵子,最後成功發育為蝌蚪,也就是歷史上第一隻複製動物。1997年轟動一時的桃莉羊,就是科學家威爾瑪特以及研究團隊,把這個方法應用在哺乳類的成果。

不論是戈登的複製蝌蚪或是後來的複製羊,都說明了動物個體的細胞就算已經分化,如果將細胞核放到卵子的細胞內,再給予相對應的刺激,仍然有機會發育成為一個完全的個體。這代表已經分化的成熟細胞,並沒有喪失發育為完整個體的能力。

另一方面,胚胎幹細胞的研究也持續進行,科學家已經發現:在適度的誘導之下,幹細胞能夠發育為特定的組織與器官,因此在醫學上有極大的發展潛力。但是,戈登「複製」動物的方法,如果用在人身上,卻會引發道德爭議,想要透過這種管道取得人類幹細胞是行不通的。

於是,科學家受到戈登和威爾瑪特等人研究的啟發,開始思考另一條路,那就是:有沒有可能將完整的成熟細胞,直接轉變成多功能幹細胞呢?

對此,日本學者山中伸彌的實驗,開創了新的可能性。他透過病毒將四個基因 導入了小鼠的纖維母細胞,讓纖維母細胞變得跟幹細胞一樣,能夠分化成其他類型的細胞,稱為誘導性多功能幹細胞,或簡稱為iPS細胞。

雖然目前仍在實驗階段,隨著技術進一步發展,未來或許每個人,都可以將自己的細胞轉化為「誘導性多功能幹細胞」,也能利用這些幹細胞,訂做自己損壞的組織與器官,不但造福許多殘障的病患,也不會引發道德爭議。正是因為這些承先啟後的關鍵發現,讓戈登與山中伸彌獲頒今年的諾貝爾醫學獎。

今天的科學關鍵字,就是

幹細胞 Stem cell

關心這個議題的聽眾,也可以透過關鍵字,進一步查詢或做延伸閱讀。

【本單元由行政院國家科學委員會補助製播】
2012-10-21 16:55:00播出
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