治癒糖尿病、腦中風、失智症有希望!長庚、史丹佛合作「誘導多能幹細胞」外泌體治療新利器

  • 丁彥伶 報導
  • 2023/05/03 15:29
  • 「幹細胞治療」大家可能都聽過,其實其中醫學界最期待的是能培養出「誘導多能幹細胞」!這種幹細胞放到腦,會發展出腦細胞,放到心臟,就變成心臟細胞... 可以有多種發展,長期以來醫學界很難有所突破。長庚醫院和美國史丹佛團隊合作,研發提取多能幹細胞外泌體進行治療,排除利用胚胎幹細胞的道德疑慮,未來可望成為發展來治療糖尿病、腦中風、失智症、脊髓損傷等重大疾病的利器!

     

    「特管法」令國內再生醫療超展開,各大研究機構搶發展

    台灣自2018年開放「特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法」(特管法),各種細胞再生醫療在國內如雨後春筍般展開。其中能做到修補心肌梗塞後的心臟細胞、中風後的腦細胞、脊髓損傷,或是阿茲海默、巴金森氏症等治療,通常需要「胚胎幹細胞」才具有「誘導多能幹細胞」的作用。可是「必須從胚胎取得」也成為醫學倫理上很難跨越的一關。

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    林口長庚醫院心臟內科李振宏醫師和褚柏顯教授的研究團隊,與美國史丹福工學院Sarah Heilshorn教授合作,突破現狀,獲得提取人類「誘導多能幹細胞」外泌體的方式,打造出安全性更高、排斥更少、療效更好的幹細胞外泌體治療方式,而這項成果也發表在國際期刊中。

     

    胚胎幹細胞有道德疑慮 還有醫學疑慮

    李振宏解釋,胚胎幹細胞除了道德倫理問題,也受限許多疑慮,包括注射活性幹細胞有微小的機率產生畸胎瘤,須密切追蹤。還有幹細胞因細胞結構完整尺寸大,容易產生排斥,在人體內的穿透力較差,也無法通過血腦屏障,應用範圍有限。因此再生醫學的尖端研究方向,都在尋找不須直接注射活細胞的新治療模式。

     

    人類「誘導多能幹細胞」最早是由日本學者山中伸彌Shinya Yamanaka的研究團隊於2007年發表和證實,它與胚胎幹細胞非常相似,但已克服胚胎幹細胞的兩個重要的疑慮,如胚胎倫理道德考量,以及移植後的免疫排斥。

     

    李振宏說明,胚胎幹細胞是來自胚胎囊胚內細胞塊的幹細胞,誘導多能幹細胞則可從皮膚、血液中分離出來。而他們這次發表的成果「外泌體」,則是細胞與細胞間溝通的媒介,它大部分再生能力在於它分泌的外泌小體(通常直徑為30-150nm)會通過擴散作用,作用於鄰近的細胞,誘發再生能力,以達增生修復之效果。

     

    在很多需要利用幹細胞治療時,若換成幹細胞所衍生的外泌體治療,外泌體的治療也會產生幹細胞治療的同樣效果,甚至可增加細胞的存活率。

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    外泌體治療不易排斥、穿透力好、安全性高

    外泌體治療與細胞治療相較之下,不易引發排斥而且安全性相對較高。外泌體也被發現具有抗發炎、延緩衰老,以及可穿透血腦屏障等許多優勢。外泌體源自於幹細胞來源可治療的成分,已經避免掉直接使用活細胞可能引發畸胎瘤等副作用的治療策略,被認為更易於利用、生物製造和量產,成為未來轉譯成臨床治療方法的一個重要的進展。

     

    ▲外泌體比幹細胞更小,能穿透血腦屏障,存活力更強。

     

    李振宏說,外泌體的取得可透過「人體誘導多能幹細胞」培養。以往必須用小鼠肉瘤癌細胞的分離物,來維持此種幹細胞的原始特性,以致於它具有些許致癌風險。他們的團隊改以人類蛋白的重複胺基酸序列為基礎,製作有別於傳統動物體中取得的「類彈性蛋白」,可以良好培養幹細胞、亦可用於分離外泌體。

     

    外泌體的應用,依據治療部位不同,需要選擇攜帶特定訊息的外泌體即可。若用於骨關節炎,可以達到抗發炎、促進軟骨修復、抑制滑膜炎,調節軟骨下骨骼的重塑,使用於腦部,因為外泌體較小、可進入腦部血管,有機會修復腦組織,並通過血腦屏障,修復受損的腦組織及其功能、治療阿茲海默症。在心血管系統則可增加血管新生、減少組織纖維化。

     

    林口長庚醫院副院長溫明賢表示,這項重大的成果也促使各種人體臨床試驗研究積極進行,希望對於未來各種疾病治療帶來突破性進展。例如,以癌症來源的外泌體作為標誌物,可用於檢測和預測癌症治療後的效果和反應。

     

    幹細胞外泌體再生治療成未來治療新希望

    另外,也可利用幹細胞外泌體的再生治療來解決許多棘手的問題,如腦中風、阿茲海默症、心肌梗塞、糖尿病及關節退化等疾病。這項基礎試驗和研究的成功,除為此後幹細胞治療和轉譯研究帶來進展,更是未來發展台灣再生醫療的重要起點,本研究並已榮獲項尖國際期刊「生醫材料」(Biomaterials)於2022年12月發表和刊登。

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    ◎ 圖片來源/長庚醫院提供
    ◎ 資料來源/長庚醫院

     

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