2014年6月26日

幹細胞的爭論

任何細胞都能非常容易被反轉至前胚胎狀態,這革命性發現可預告新治療方法及複製技術。陸續出現的爭論卻讓人懷疑,這是革命還是騙局?

作者/江建勳(任教輔仁大學全人教育中心)

由老的生命製造新的生命所需要的只是小小的壓力,只要改變牠們的環境,成體細胞就有潛力轉變成任何種類的身體組織,這個簡單的改變革命了幹細胞醫學。然而這個技術也可能使用來製造複製體,美國哈佛醫學院的小組協同領導人查爾斯‧ 威康惕(Charles Vacanti)說:「你可以非常容易地由一滴血及簡單技術製造一個完美的同卵雙胞胎。」但是這個發表的研究新技術原則是以小鼠來簡要敘述,這暗示非常巨大,而且在再生醫學、癌症治療及人類複製上有長遠的應用。

在受孕後頭幾天,胚胎含有一團細胞具有多能性(pluripotent),這表示牠們能發育成為體內幾乎所有細胞種類,這些胚胎性幹細胞具有大潛能來取代受損或疾病組織,但是由於牠們的使用疑慮包括摧毀胚胎,所以引起許多爭論。為避免此種情況,在2006年山中伸彌(Shinya Yamanaka)在日本京都大學與同事作出再程式化成體人類細胞,變成他們所稱「誘發性多能幹細胞」(induced pluripotent stem cells, iPSCs)。他們使用無害的病毒在成體細胞中引入正常多能幹細胞內發現的四個基因而做到,此突破被推崇為再生醫學的里程碑,無須摧毀人類胚胎而製造出任何種類的細胞。山中與劍橋大學的約翰‧ 戈登(John Gurdon)贏得2012年的諾貝爾獎,但是將這些幹細胞轉變成為治療方法非常緩慢,因為新基因可能會打開其他引起癌症的基因。其中有一個基因是愛滋症基因。

如今,威康惕與日本神戶理化學研究所發生與再生科學綜合研究中心的小保方晴子(Haruko Obokata)及同事,發現一個不同的方式使成體細胞轉變,方法因簡單而令人驚異:你所需要去做的是將細胞置於有壓力的情況,例如一個酸的環境。此可能有效的想法是來自植物界見到的現象,在爬蟲類及鳥類的某些成體細胞也已知具有這種能力。

為研究是否這個過程可發生於哺乳類動物,小保方與同事使用小鼠繁殖攜帶一個基因,牠在有Oct-4的情況下會發出綠色螢光,Oct-4是一個蛋白質只在多能細胞中發現。小組在小鼠一星期大時由脾臟採取血液檢體,分離出稱為淋巴球的白血球,並將牠們暴露於各種強烈但是短暫的物理及化學壓力下,其中將一批細胞暴露於「非致命性」酸溶液環境裡30分鐘,pH值是5.7,該小組然後在實驗室中嘗試培養這些細胞。

開始時有些細胞死亡,而其餘的看起來仍然像是白血球,但是在第二天時,許多細胞開始生長顯出綠色螢光,表示牠們產生了Oct-4;第七天時,三分之二的存活細胞的顯示出這種多能性標記,與其他多能性基因標記,許多這種標記也在胚胎幹細胞內見到。相對地,iPS細胞要花四個星期才到達這個階段。該研究小組稱他們的新細胞為「刺激 – 啟動獲得多能性」(stimulus-triggered acquisition of pluripotency)或STAP細胞。......【更詳細的內容,請參閱第535期科學月刊】

延伸閱讀
1. Thomson, Helen, Stem cells power unleashed after 30 minute dip in acid, New Scientist Health News Online, 20140129.
2. Gallagher, James, Stem cell ‘major discovery’ claimed, BBC Health News Online, 20140129.
3. Stem-cell method faces fresh questions, Nature Health News Online, 20140318.
4. Bhattacharya, Shaoni, Acid-bath stem cell scientist apologizes and appeals, Nature Health News Online, 20140409.