淺談類胚胎幹細胞

撰文／陳世棟醫師；整理／編輯部

大家都知道間質幹細胞MSC是一類具有自我更新和分化潛能的細胞，在幹細胞的來源上，我們都知道功能最好的來源是胚胎幹細胞，但是使用胚胎細胞是不合乎倫理的，畢竟胚胎細胞被視做一個生命，直接犧牲胚胎細胞，在道德層面還是不被認可的，那究竟該怎麼做呢？

如何取得接近原始胚胎的幹細胞？

做為科研人員，想要取得無限接近胚胎狀態的幹細胞是大勢所趨，目前有兩種方式可以取得，包括誘導性多功能幹細胞（iPS）和類胚胎幹細胞，誘導性多功能幹細胞的技術獲得2012年諾貝爾生理或醫學獎，山中伸彌教授利用Oct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4這4個因數，通過慢病毒載體介導，可以使成熟的體細胞從程式設計為多能幹細胞，而類胚胎幹細胞這個部份則是來源於羊膜或是臍帶中，一些更原始的幹細胞被發現。

大家都知道幹細胞的作用是可以通過直接參與、分泌細胞因數和外泌體發揮對組織損傷、衰老產生修復和再生作用。在研究間質幹細胞以改善雌性動物的卵巢功能及激素活性的試驗中，我們團隊在培養骨髓MSC時發現了MSC形態上的異質性，在典型的培養擴增條件下，發現了兩個不同的亞群，一個為典型的成纖維細胞樣長梭形，一個為短小杆狀短梭形或三角形，這一類較小的亞群MSC體現出較高的增殖活性，並表達胚胎幹細胞相關分子標記。並且，我們從倒置相差顯微鏡下可以看出這種較小的亞群幹細胞在形態特徵的不同，這種幹細胞形態更小，核質比更高，細胞活性更好，這種幹細胞我們稱之為類胚胎幹細胞或是近全能幹細胞。

難以培養的類胚胎幹細胞

既然發現了相對原始的幹細胞，如何倍增培養便是我們要克服的問題。我們發現類胚胎幹細胞用普通的無血清的培養體系是很難實現大量的增殖，經過團隊不斷的努力，最後是根據胚胎發育的微環境原理，利用粘連蛋白521，一種由胚胎內細胞團中的hPSC表達和分泌的基底膜蛋白層，我們發明一種新的培養體系，同時我們也跟傳統培養的MSC從形態、生長曲線、群體倍增時間、表面標記、三胚層分化等10個方面，做了詳細對比研究，最後不斷的對製備工藝進行了優化和改進，以及品質控制，建立了一個質控體系，形成了一個新的細胞產品，這個培養方案，無異種動物源血清、蛋白含量低、無飼養層細胞、無病毒載體，適宜於臨床轉化。

動物試驗的差異

參照這個技術方案和標準，我們採集了青年雄性獼猴的骨髓，同時製備了一般的MSC和類胚胎幹細胞，同時為了追蹤細胞去向，還將對細胞進行eGFP和超順磁性鐵納米顆粒的雙標記。然後從實驗動物中心，篩選卵巢衰老的獼猴，納入標準為年齡在22~28歲之間、停經3年以上、影像學提示卵巢萎縮，卵泡數量降低或無，連續兩個月監測外周血性激素低於生育期的獼猴。將篩選的獼猴隨機分為三組（雙標記的類胚胎幹細胞組，雙標記MSC組，生理鹽水對照組），每組各三隻，細胞輸注劑量為1×〖10〗^7個細胞/kg/次，連續輸注三天。最後來評估療效和機制。

實驗的結果發現，注射了間質幹細胞和類胚胎幹細胞的衰老絕經的母猴，相比對照組有明顯的改善，而且注射類胚胎幹細胞的母猴，相較於間質幹細胞的實驗組，面部變得更年輕，背部脫毛，毛色改善更明顯，甚至恢復了月經，有了性行為，在之後的解剖學上，更可以發現卵巢體積增大，卵泡增加，比間質幹細胞都要好。而且從標物的顯也證實類胚胎幹細胞能分化為卵巢生殖細胞並分泌AMH，重啟無增殖能力的衰老卵巢生循細胞，分裂增殖活性，降低衰老卵巢組織內ROS水準、減少卵巢細胞凋亡、增加血管密度等。

甚至，我們也做了其他的動物實驗，比較類胚胎幹細胞和MSC在治療肌營養不良的小鼠上，我們發現類胚胎幹細胞跟一般的MSC相比，對於改善營養不良小鼠的肌肉運動功能，增加多核肌管樣細胞的分化上是更加明顯的，這也代表類胚胎幹細胞的治療效果是優於一般的MSC的。

我們從幹細胞卵巢衰老研究中偶然發現了近全能幹細胞，透過不斷的努力，成功的分離純化和倍增了類胚胎幹細胞，完成了培養體系和工藝的建制，更透過研究證明類胚胎幹細胞的有效性比一般間質幹細胞更好，類胚胎幹細胞功能更強，治療效果更好，而且也完成高代次的安全性評估，它會是我們在抗衰治療上，不可多得的一個利器。僅以此文分享，希望除了愛美之外，我們可以生命品質更好，生命長度更長。

陳世棟 醫師

從事醫療工作多年，是義大利DEKA公司激光溶脂國際訓練講師及以色列ALMA（深藍）國際訓練講師，為中國整形美容外科學全書《微創美容外科學》編者之一，也是台灣美容醫學醫學會理事及美容外科教育長，長期從事醫學美容臨床及教學工作。本身有外科、內科及醫學工程專業背景，專研於先進的醫美技術開發，在激光溶脂、自體脂肪移植、幹細胞治療、端粒酶抗衰老治療及複合式無痕微整形等都有非常精湛的研究。