再生醫學系列(1):再生醫學發展史

2019-02-06T18:46:31+08:002017-12-21|最新文章, 健康新知|

武俠小說或漫畫、電影中出現的科幻場景,主角軀體或器官毀損後又因為神奇的治療技術而痊癒,可能在不遠的未來成真!

人類疾病的發生,都從細胞的損害與老化開始。從古至今,人類一直對自然界中的再生現象心生嚮往,例如:蠑螈的腳不管斷了多少次,都可以從傷口重新長出和原本一樣的腳;而牠的強大再生能力,不只能長出完整的四肢、眼睛、嘴巴以至於心臟和部分的大腦。也促使科學家們,紛紛想發展新穎的醫學技術,將毀壞的細胞或組織器官恢復到原有的狀態。

黃聖筑/專題報導 何宜庭/圖

再生醫學發展史

公元前600年:在歷史上的第一本外科教科書中記載,印度醫生Suśruta介紹了如何用臉頰的皮膚修補撕裂的耳垂,以及用前額皮瓣進行鼻子重建的方法,可以視為人類歷史上,再生醫學的起點。

1740年再生现象的發现:瑞士自然學家Abraham Trembley,觀察水螅時,發現水螅有不同數目的觸手或手臂的奇怪特徵,讓他想將一個水螅平分為二,是否可以發育成兩個完整的個體。結果證明,一個動物片段可以再生成一個完整的動物,他所發現的再生現象,也讓他擁有生物學之父的美譽。

1901年遺傳的觀念:美國科學家湯馬士•摩爾(Thomas Hunt Morgan),在果蠅實驗中,證明染色體中真實存在著基因物質,開啟了遺傳學時代。使後世的科學家能操作基因實驗,而果蠅也成為研究人類疾病的重要模型生物。

1907年 組織工程学的起源:美國生物學家羅斯•哈里森(Ross Granville Harrison)發現了一種在實驗室培育青蛙胚胎細胞的技術。這實驗是人類史上第一次幹細胞實驗,也是第一個成功培養生物組織的方法。也為了之後的組織工程學發展鋪了未來之路。

1952年細胞複製技術:美國科學家羅伯特•布里格斯(Robert Briggs)和托馬斯•金(Thomas King)將蛙胚胎細胞的細胞核植入,去除了細胞核的蛙卵中,而這顆蛙卵發育成了蝌蚪。此實驗,是世上首次的細胞核轉移的複製實驗,證明細胞核轉移到新的細胞質中,仍維持原有生物體的基因組訊息。

1963年發現幹細胞:加拿大科學家詹姆斯•提爾(James Till)和歐內斯特•麥克洛克(Ernest McCulloch)證明了小鼠骨髓內的幹細胞可以自我更新併成長為血小板和紅、白血球。

1981年幹細胞分離保存技術:英國研究人員馬丁•埃文斯(Martin Evans)和馬修•考夫曼(Matthew Kaufman)從小鼠胚胎中分離出幹細胞;同年,英國科學家蓋爾•馬丁(Gail Martin)發現在培養皿中保存幹細胞的技術,成為後續幹細胞實驗的基石。

1981年人工皮膚:生物學家尤金•貝爾(Eugene Bell)團隊,發表了使用患者自身細胞製成的人工皮膚修復傷口的技術。貝爾在1998年成立Organogenesis公司,並獲得美國食品藥品管理局核准,成為第一家可生產活細胞的醫療產品公司。

1997年自製人造耳朵:哈佛院學者約瑟夫•文森提(Joseph Vacanti)團隊,在小鼠的背上製備人造耳朵,希望可以治療耳朵缺損的病人,但由於實驗成果照片太令人震驚,而造成動物保護團體的反對。

1998年人類胚胎幹細胞分離技術:威斯康辛大學的詹姆斯•湯姆森(James Thomson)團隊從原本用於體外受精的捐獻胚胎中,獲得幹細胞;而霍普金斯大學的約翰•吉爾哈特(John Gearhart)則使用終止妊娠婦女的胚胎,獲得幹細胞。

2001年美國總統喬治•布希頒布禁令:禁止聯邦基金用於進行新人類胚胎細胞等研究。同年,英國卻放鬆了對胚胎研究的限制。

2006年誘導幹細胞技術:京都大學科學家山中申彌添加4個轉錄因子進成年小鼠的細胞中,誘導成人體細胞回到幹細胞,稱為誘導性多能肝細胞,但此實驗規避了使用胚胎幹細胞的倫理問題。

2006年人造器官移植:維克森林大學醫學部的外科醫生安東尼•阿達拉(Anthony Atala),將人造膀胱移殖入7位患有先天性出生缺陷的兒童和青少年體內。

2009年解除幹細胞資助計畫:美國總統巴拉克•奧巴馬,解除了2001年喬治•布希對新人類胚胎幹細胞項目的資助禁令。

2010年幹細胞治療法的多元運用:角膜受損患者,可從健康的角膜組織提取幹細胞,移植到受損角膜,恢復視力;而脊髓損傷患者也在接受胚胎幹細報治療後,恢復行動能力。

2013年人類幹細胞系被研發:俄勒岡健康與科學大學的舒克拉特•米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)團隊,使用和複製桃莉羊一樣的體細胞移植技術,利用嬰兒體細胞,複製了第一個人類幹細胞系;2014年韓美兩國研發出複製成人細胞創造人類幹細胞的技術。透過這種技術複製出來的幹細胞,降低了治療上的排斥的程度。

2015年幹細胞療法進入市場:歐盟核准義大利摩德納大學再生醫學研究中心之團隊Graziella Pellegrin教授所開發的,源自臍帶血及骨髓的Holoclar幹細胞,用於療角膜燒傷致盲的患者。這是第一個商業化成功的幹細胞產品!

2016年皮膚細胞轉為卵細胞產生小鼠技術:日本福岡九州大學的林克彥(Katsuhiko Hayashi)教授團隊,將小鼠皮膚細胞放到卵巢組織轉為卵細胞,再將卵細胞受精後放到代理孕鼠子宮,之後受精卵生產出健康的小鼠。

再生醫學涉及幹細胞生物學、發育生物學、細胞療法、基因療法、組織工程等範疇。簡單來說,希望透過幹細胞更新修復的能力,延長疾病受損或老化的器官組織的功能,並被寄予解決慢性與致命性疾病的厚望。