細胞、組織、個體培養

幹細胞、細胞株、模式生物、人工肝臟

【2012 諾貝爾獎特別報導】生理醫學獎的啟示:誘導多能幹细胞與再生醫學

【2012 諾貝爾獎特別報導】生理醫學獎的啟示:誘導多能幹细胞與再生醫學
長庚大學生物醫學系周成功教授撰文

 

 

2012年諾貝爾醫學獎得主:英國籍的古爾登(John Gurdon)(右)與日本籍的山中伸彌(Shinya Yamanaka)(左)

受精卵是一個奇蹟,它不僅可以從一個細胞發育成由一百多兆個細胞組成的個體。在細胞分裂的過程中,還有另一套精緻的分化程式同時展開:從看似完全相同的胚胎細胞,逐漸分化成皮膚、神經、肌肉等結構、功能各異的細胞,組成特定的器官。是誰在發號施令,指揮這一系列生長、分化程式的進行?是細胞選擇性刪除那些不相關的基因,讓剩下來的基因分決定它分化的命運?還是所有細胞都帶著相同的基因資訊,分化過程中,不同細胞會依循環境和內在的指令,開啟一組特定的基因,來建構特定分化的細胞?那個理論才對?最簡單的驗證就是回答分化後的細胞是否真的仍然帶有完整的基因資訊?

這個問題其實早在1962年英國科學家約翰戈登 (John Gurdon) 就已經給了肯定的答案。他把小腸上皮細胞的細胞核,注射到無核的青蛙卵裡,居然可以發育出完整的青蛙。到1997年,桃麗羊的複製提供了另一個成功例証,說明分化細胞的確保存了完整的基因資訊,在適當的環境中,能扮演全能的受精卵的角色,具有轉變成任何其他分化細胞的潛力。接下來的問題是:有沒有可能不經過細胞核移植和体內發育,在試管中直接完成這個轉化的過程?這個問題的答案,將解決再生醫學長期面臨的困境,進而開啟一個革命性的突破。

【特別報導】2012諾貝爾獎預測(二)生理醫學獎

【特別報導】2012諾貝爾獎預測(二) 生理醫學獎
美國德州大學馬千惠編譯

今年湯森路透社(Thomson Reuters)選出在醫藥、物理、化學和經濟領域有可能獲得諾貝爾獎候選人,這些『湯森路透引文桂冠』(Thomson Reuters Citation Laureates)得主,在各自研究領域中以被大量引用的文獻證明他們的在科學上的成就是『諾貝爾級』。

2012年湯森路透引文桂冠獎,在生理、醫學部門得獎的三個研究分別是:細胞黏著 (Cell adhesion)、細胞訊息傳遞和調控 (Cell signaling and control) 基因調控 (Genetic Regulation)。

(一)、細胞黏著 (Cell adhesion)
研究者:
Richard O Hynes -美國麻省理工學院綜合癌症研究所教授、美國霍華德-休斯醫學研究所研究員
Erkki Ruoslahti -美國桑福德-伯納姆醫學研究所納米醫學中心特聘教授
Masatoshi Takeichi(竹市雅俊)-日本理化學研究所發生再生科學綜合研究中心中心長

Richard O Hynes (左)、Erkki Ruoslahti(中)、Masatoshi Takeichi(右)

ynes和Ruoslahti在同時間研究相同的分子,促使對細胞之間如何連結有根本上的認知。Takeichi則研究另一分子cadherins的細胞間黏著功能,這些分子使多細胞生物體得以存在。

胚胎幹細胞(Embryonic stem cell)育成視杯 (optic cup)

胚胎幹細胞(Embryonic stem cell)育成視杯 (optic cup)
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

胚胎幹細胞(Embryonic stem cells,簡稱ES細胞),是從初期胚胎內部細胞團中取得的未分化細胞。它們具有全能分化性(pluripotency),可發育成為人體的220多種細胞類型,但無法獨自發育成一個個體。

圖一、利用小鼠的胚胎幹細胞,成功地在試管中培養出胎兒型的眼睛視網膜組織-視杯。

淺談組織工程(Tissue Engineering)-下

淺談組織工程(Tissue Engineering)-下
高雄市立瑞祥高級中學生物科李逸萱老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

貳、如何使幹細胞變成可用的細胞組織?-訊息因子(Signals)
當我們擁有幹細胞之後,還需要讓細胞分化成我們想要組織,因此我們需要給予一些物質作為誘導,如同魔術咒語一樣,這樣的物質我們稱為「訊息因子」。訊息因子能給予細胞一個適當的生長環境,讓細胞能夠分化增生成我們想要的組織,也能夠讓細胞遷移和貼附到細胞該去的地方。

淺談組織工程(Tissue Engineering)-上

淺談組織工程(Tissue Engineering)-上
高雄市立瑞祥高級中學生物科李逸萱老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

隨著生物科技和醫療的快速發展,現在器官移殖手術成功率也越來越高,但如何取得適合器官則是醫學上很重要的課題。

如果可以開一個器官量販店提供量身打造的器官與組織,應該很有商機,但在開店之前有很多議題需要釐清,例如開一間器官量販店需要有哪些條件和設備,你可能認為這樣的想法很遙不可及,但是現在生物科技中的組織工程(Tissue Engineering)正朝往這個方向努力。

動物細胞及組織培養 (Cell and Tissue Culture)-下

動物細胞及組織培養 (Cell and Tissue Culture)-下
國立台灣大學動物學研究所陳泊辰/國立台灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯

一般而言,一株細胞株培養出來的每個細胞都極為相似,因此它們成為細胞學實驗上的重要研究材料或是用來生產合成大量的酵素蛋白質產物等,而癌細胞株也廣泛得被應用在癌症治療的相關研究上。

部分常用的細胞株已經被科學界定名並且建立了許多生物相關的資料庫,加速了細胞生物學的發展和整合,歷史上第一個被建立的人類細胞株被稱做”HeLa cell”,

動物細胞及組織培養 (Cell and Tissue Culture)-上

動物細胞及組織培養 (Cell and Tissue Culture)-上
國立台灣大學動物學研究所陳泊辰/國立台灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯
細胞培養(cell culture)或組織培養(tissue culture)是近代生物學研究相當重要的技術,這兩個技術都是在生物體外維持組織或細胞的生命活性,進而保存或用在醫療及實驗上。組織培養是在生物體外維持特定組織的正常功能或是以小部分的組織培養成有功能的器官;細胞培養則是將細胞從組織分離出來,培養在人為控制的環境下使其分裂生長。

在19世紀之前,生物學研究者主要是以活體生物進行實驗

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