当你看到“iPS”三个英文字母组成的单词时,脑海中第一个浮现的念头是什么?是电脑的某种屏幕显示技术(In-Plane Switching液晶)?还是入侵预防系统(Intrusion Prevention System)的缩写?若是你有这样的想法,嘿!资讯迷们,要将眼睛睁亮,耳朵打开啰!这是从 2012 年 10 月诺贝尔生物医学奖公布以来,目前在各大路口网站最热门的生物科技关键字。
iPS 是“诱导式多能性干细胞(Induced pluripotent stem cells)”的简称。简单来说,就是原本已经分化过的细胞(如皮肤细胞),重新回到具有全能性分化能力的类胚胎干细胞。就好像原本已经“命中注定”长成什么样子的大人,经过科学家的“回春术”,重新变成“前途无量”的幼稚园小朋友。这个消息对于科学界、医学界来说,实在是让人雀跃不已。但是对于一般人而言,未来究竟有怎么样的重大影响呢?
iPS 四十年磨一剑 从过去认为体细胞已回不去,到现今有着前途似锦的未来,整个过程总共花了生物医学家近乎半个世纪才完全确定。这个故事开始于 20 世纪中叶(1958年),英国科学家戈登(John Gurdon)从青蛙实验发现,将囊胚细胞的细胞核移植到已除去细胞核的卵子中,能够发育成正常的蝌蚪。四年后,戈登更进一步的实验证实,若将已完全分化的小肠上皮细胞的细胞核,注射入无核的青蛙卵中,也能发育出完整的青蛙。这是我们之前普遍认知道的生物科技技术之一,但后来有了不同的发展。
学术界发现的问题是,难道一定要有卵细胞的参与,才能让细胞“回春”吗?这个问题困扰了科学家四十余载,直到 2006 年,日本京都大学山中伸弥(Shinya Yamanaka)教授将“细胞回春术”更上一层楼,免去卵细胞的参与,才解开了长久以来科学界的疑惑。山中教授发现只要将体细胞导入四个基因(Oct3/4、Sox2、c-Myc与Klf4),就能让细胞重新回到具有全能性分化能力之类胚胎干细胞,也就是 iPS。这个方法在小鼠皮肤纤维母细胞与人类皮肤细胞中,都有成功的转化结果,此举振奋了相关的科学界。
戈登完美的开球与山中威力十足的全垒打,对原本的人类细胞不可逆认知扔下了震撼弹,也为再生医学自 1995 年开始,因美国对胚胎干细胞研究的诸多限制所面临到的困境,开启了新的一页。他们两人也因此卓越贡献,同获 2012 年诺贝尔生医奖殊荣。
iPS限定制造
iPS 技术的渐趋成熟,为发育生物学、生物医学领域注入许多新思维,除了早期名噪一时的桃莉羊是以戈登所提出的相似概念复制成功,近一两年已有科学家将转化心肌细胞的关键基因,导入纤维化的心脏细胞中,让纤维化的细胞再度回复成正常的心肌细胞,此外也有科学家投入将 iPS 应用在巴金森病、糖尿病甚至制造出新器官的研究上 ,包括肾脏等各种迫切需要这项技术回春的领域。所以,若未来有一天,当你听到:“嘿,我的眼角膜是 iPS 做的!”可不要再想到某种屏幕显示技术啊。
Photo Credit:Wikipedia – 人工多能干细胞