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干细胞科技的未来展望

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在动物胚干细胞或成体干细胞的活体移植试验研究中,生物学家发现将干细胞移植到损伤的心脏或肝脏,这些干细胞会分化成为心肌细胞或肝脏细胞。当把成体或胚干细胞引入脊椎或脑部受伤的大鼠后,这些干细胞可以让受损的功能得到某些程度的恢复。类似的研究结果不断地出现,让人不禁对于干细胞科技的未来发展充满了鼓舞和希望。

然而,胚干细胞或生殖干细胞是取自于活胚或胎儿的组织,对人类而言,这两类干细胞的取得,在道德上有很大的争议性。此外,一个个体内的成体干细胞数量也甚为稀少,就以成体内为数最多的骨髓干细胞而言,仅占骨髓细胞族群的万分之一而已,而且有难以分离和进一步纯化的问题;即使能够分离纯化出来,以目前的技术也无法将这些数量有限的成体干细胞快速且大量地增殖到足够的数目,提供临床上应用于医疗性移植以替补损伤组织的实际需求。除了上述难题之外,如果提供和接受移植成体干细胞的个体不是同一个,还必须面对排斥与免疫学上的问题。

自从克隆羊──桃丽的出生,开启了体细胞克隆的可能性。于是科学家擘划出利用自己的体细胞产生克隆胚,再由克隆胚取得干细胞,并于体外培养大量增殖,用来替换自己身上的损伤细胞、组织或器官,而且不会产生排斥问题的可能愿景──这就是「医疗性克隆」的概念。只是到目前为止,克隆胚的成功率不高,因此如何提高克隆的效率,乃是这项科技发展的瓶颈之一。

虽然,对于胚与生殖干细胞的分化多能性,以及成体干细胞的分化可塑性,二者在实际应用上的轮廓已渐清晰,但是当今的科学,对于细胞分化机制的了解还是十分有限。以目前的科技能力,尚无法准确地「指导」干细胞分化,使之成为单一且特定的成体细胞族群,因此对移植入个体组织或器官内的成体干细胞,会「变成」我们所期望的那一种体细胞,也就毫无把握了。所以目前在医疗性移植方面,也和成体干细胞一样,二者都面临着必须先克服如何控制干细胞分化成为「正确体细胞」的问题。

另一方面,由于干细胞在性质上与体内的癌细胞相近,在动物试验里,曾发现移植体内的干细胞出现癌变的情况。所以在利用干细胞进行医疗移植之前,科学家必须厘清干细胞的分化机制,使得干细胞的分化路径,可以依照需求而予以正确地调控,使其分化成为所需的正常体细胞且不致癌变。

届时,人类对于医疗性移植的技术就可以跨出一大步了,那些因为细胞损伤或功能异常而产生的病变,以及退化性疾病的病情也就可以获得相当大的改善。如果进一步配合组织工程的科技研发,找出器官形成的控制机制,以培养干细胞并指导其分化,来产制替换老旧失效器官所需的「器官零件」,必将是未来发展的趋势。

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