胚胎幹細胞（Embryonic Stem Cell）的奧秘

胚胎幹細胞的奧秘
知識通訊評論第105期

僅需四個因子就足以重編老鼠細胞，造成類似胚胎幹細胞的細胞。

重編成人細胞以修復受損組織或器官，可能沒有想像中的那麼困難。研究員調配出一種化學小菜，可讓成年老鼠的細胞像胚胎幹細胞一樣活動，其調製法簡單得令人吃驚。

人類胚胎幹細胞具有一種稱為「多能性」 (pluripotency) 的能力，可發展成人體的各種類型細胞，科學家認為這些胚胎幹細胞對於研究及醫學具有無上價值。然而這些細胞乃萃取自人類胚胎，在許多國家裡具有爭議性。為避開道德問題，科學家尋找這類細胞的替代來源。令此領域更興奮的莫過於此，那就是有一種化學物調製法，可以不用涉及胚胎，就能讓成人細胞重編成胚胎的狀態。

山中伸也。

日本京都大學的山中伸也 (Shinya Yamanaka) 及其同事，現在發展出起碼在老鼠身上應用看似良好的調製法草稿。他們說這僅需四種化學物質。研究員在他們的實驗裡選中纖維細胞，一種快速分裂，可長成其他類型細胞的成人細胞。研究團隊表示他們對纖維細胞加入這四種因子之後，細胞無論是看起來或是行為上，都與老鼠胚胎幹細胞相似多了。山中說倘若他們將這四種因子用於人類細胞，可能就可避免製造多能細胞的道德爭議。

重新編成的細胞通過許多「幹細胞性」的重要測試。它們表徵出一些胚胎幹細胞的關鍵基因，可被操縱生成三種人體主要細胞類型，還可分裂產生更多類似它們本身的細胞。山中稱它們為「類胚胎幹細胞的細胞」。

運氣與技巧

山中六月三十日在加拿大多倫多舉辦的幹細胞研究國際學會裡揭露其研究，透露說成功需要耐心、才藝及運氣。

山中的研究員在五年裡編組出有助於幹細胞保持彈性的二十四種候選因子清單。他們改造成年老鼠細胞，使其若不將一種僅存於幹細胞內的基因轉成活性，就會被藥物殺死。研究團隊隨後將二十四種候選因子基因注入改造過的老鼠細胞內，並加入藥物。只有像幹細胞的細胞才能存活。

研究員重複這項實驗，每次移除一個或數個基因，直到剩下四個必備的化學物為止。其中 Oct4 、 Sox2 、 c-Myc 這三個因子，已知對於幹細胞性很重要；然而山中表示，第四個因子卻在意料之外。幹細胞研究競爭激烈到讓他拒絕說出第四個因子的名稱，直到他能將其研究成果發表於科學期刊上為止。

山中的研究補充了重編細胞關鍵因子何在的研究。美國紐澤西州普林斯頓大學的萊米斯卡 (Ihor Lemischka) 及其同事，研究老鼠胚胎幹細胞裡的七十種基因。英國愛丁堡大學的史密斯 (Austin Smith) 的研究團隊則在研究一種稱為「奈格」 (Nanog) 的蛋白質。山中表示，已有幾位研究者指出重編細胞必需的因子，但尚無人指出哪些因子足以完成重編細胞的工作。

研究者對於山中的成就兼感印象深刻與驚訝不已，主要是因為他將一切賭在包含在二十四個候選因子內的關鍵因子上頭。萊米斯卡表示山中就好像擊出一隻全壘打一樣。不過科學家提醒說，山中的報告並沒有消除胚胎幹細胞研究的需要，研究員仍然必須在人類細胞中測試這四種因子。重編的細胞是否能夠執行胚胎細胞的所有工作，亦非完全明朗；雖然它們表徵很多與胚胎細胞相同的基因，但也有很多不同。

山中的報告出爐的隔天，剛好在美國參議院表示，今年稍後將對是否放鬆胚胎研究的相關規定進行表決。有些人爭論說，重編細胞工作的進展使得胚胎幹細胞研究沒有必要繼續，他們可能會以山中的研究成果，來強化其立場。不過在多倫多與會的科學家表示這是個錯誤。

萊米斯卡說，一定會有人這樣說，他們可錯了，要瞭解這些細胞還得進行許多工作。這份研究的科學性的確堅實可靠，但這絕不是說重編細胞現今已然解決。

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