討論題綱: 1.現今臍帶血幹細胞為人類帶來的影響與希望。 2.臍帶血幹細胞在現今醫療上的用途。 3.工研院生醫中心正進行臍帶血與骨髓幹細胞誘導分化為神經細胞，應用在脊髓損傷的動物試驗中，研究內容為何 4.如何藉由臍帶血幹細胞應用在脊髓損傷的神經修復 與會貴賓: UCLA醫學中心人類基因學系與大腦科學研究所副教授 范國平博士 工研院生醫中心生醫材料暨組織工程技術組經理 沈欣欣博士 生寶生技公司總經理 章修綱 主持／記錄:經濟日報醫藥記者 王慰祖 攝影：記者 毛洪霖 章修綱 臍帶血幹細胞在醫學上的進展，經由各項臨床試驗與研究，逐漸成形，例如海洋性貧血、巴金森氏症、阿茲海默症等疾病的研究，均陸續在進行，保存臍帶血不再只是賣一個希望，未來應用在醫療用途將會一一實現。 生寶與工研院合作 研發神經幹細胞技術 生寶與工研院合作研發神經幹細胞技術已兩年多，目前正積極籌劃利用人工神經導管，配合臍帶血與骨髓幹細胞誘導為神經細胞，目前已成功建立動物模式技術平台。除了與本土研究團隊合作，生寶還引進國際新穎技術，利用胚胎幹細胞株，分化誘導為神經幹細胞，進而將這些神經幹細胞應用於神經損傷修復及神經系統相關疾病。 藉由此技術，生寶實驗室也將建立第一個以胚胎幹細胞做為藥物篩檢作業平台，有助於新藥的臨床實驗與開發。此外，生寶實驗室亦建構細胞組織工程的技術平台，包括骨材、人工肝臟、人工腎臟等應用領域，將台灣幹細胞組織工程的發展帶入新紀元。 為此，生寶藉由與美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）醫學中心進行跨國合作，引進UCLA范國平博士胚胎幹細胞衍生及由基因調控控制神經分化技術，預計一年內建立第一株台灣本土可應用於中樞神經損傷修復的胚胎幹細胞株。 范國平博士是國際知名的幹細胞研究專家，專長領域除了神經幹細胞研究之外，對於治療性的複製也有傑出貢獻，曾發表一篇備受國際學界重視，內容是有關DNA甲基化調控神經幹細胞分化技術的論文，刊登在2003年10月「science」期刊。 生寶希望藉由整合國內外既有的團隊與人才，建立一個成熟的技術平台，特別是像范 博士在胚胎幹細胞衍生與基因調控，用在控制神經分化的技術，再與工研院生醫中心目前的技術接軌，為日後神經損傷修復的發展奠定基礎。 范國平 一般人可能不太清楚細胞與細胞株的差異，細胞是一個單獨的個體，細胞株則是由細胞取出作為培養的用途。幹細胞分為兩個方向，一個是胚胎幹細胞，一個是成體幹細胞，例如國內近幾年發展相當快速的臍帶血幹細胞。胚胎幹細胞是一種特定的細胞，簡單來說就是早期的受精卵，分裂產生的內細胞團，由最早20年前小鼠作起，到六年前美國科學家由人體胚胎細胞作起。不論是胚胎幹細胞、臍帶血幹細胞，各有各的優點，都可以作為日後組織修復的原始材料。 相對的，成體幹細胞雖然可以在早期取得，但是它會隨著年齡的增長而衰老，加上它的分裂能力較差，穩定性也不夠，整體不如胚胎幹細胞來得好。 幹細胞可應用在 細胞修復器官再生 胚胎幹細胞最重要的就是如何讓它穩定，根據20年來科學家針對胚胎幹細胞的特性研究發現，只要條件足夠，包括培養技術、冷凍與解凍技術均穩定下，可以使它不斷穩定的分化與分裂，未來解凍後，提供標準化的基礎材料。由於胚胎幹細胞是最早元素，可以應用在心血管疾病、肌肉萎縮、成骨細胞，甚至是器官再生等，應用相當廣。 胚胎幹細胞的可塑性較大，但是缺點是在臨床上難控制，因為它會不斷生長，目前是可以利用胚胎找出成功分化的路徑，轉移成為成體幹細胞，如臍帶血幹細胞，藉由體外模擬來控制過程，兩者相結合，未來的發展空間更大。 目前個人的研究已能夠將胚胎幹細胞株培養至70代，不會產生變異的情形，也就是說即使到第70代的胚胎幹細胞依舊很穩定，呈現一種標準化的細胞，相當於2乘以10的70次方，在理論上，胚胎幹細胞可以穩定的分化，而且不會產生變異，這就胚胎幹細胞與成體幹細胞之間的差異。 沈欣欣 工研院生醫中心與生寶生技現階段的合作計畫，為運用臍帶血與骨髓間葉幹細胞誘導為神經細胞，再進行脊髓損傷修復測試。目前已成功建立動物模式測試技術平台，將先進行大鼠的試驗計畫。作法是先將大鼠的脊髓打開，將它切除一部分，透過靜脈與注射方式，觀查生物體與神經組織有無不好的反應，即安全性評估，以及神經功能恢復的狀況與組織分布的情形。 這種以手術刀切平口的標準實驗方式，操作程序較為簡易。另一種方式是模擬人體受到撞擊的試驗，即先將大鼠麻醉後平躺，在一定距離與重量下，將鋼珠落下撞擊大鼠的脊髓，觀察損傷情形，並且採用兩種注射方式投遞細胞，一種是透過靜脈注射，一種是注射到大鼠的腦脊腔內，目的都是為了測試幹細胞是否能到達正確的脊髓損傷處。 發展細胞投遞方式 修復神經受損組織 事實上，這項研究還有一項重要的方向，就是必須發展細胞投遞方式，除了細胞的技術外，還要有材料技術，讓材料攜帶細胞進入受損神經組織，材料孔隙提供細胞生長空間，使得細胞能在體內維持更久的時間。由於目前細胞投遞方式都只有零星的研究報告，還沒有完整的報告顯示那種投遞方式較好。 在未來一年的試驗，動物試驗會占掉大半的時間，前半年先進行脊髓平口切除動物模式試驗，看細胞分布等結果，後期才會接受撞擊試驗。 脊髓損傷造成的神經原壞死，藉由神經修復工程，是要讓受損的神經長回到原來地方，而且要長對地方，大腦神經網路複雜，神經像是電線，連接各地方，外面還有一層包覆的神經膠細胞，神經沒有接到該到的部位，可能就沒有功能，這就是技術複雜之處。 談到胚胎幹細胞與臍帶血幹細胞的差異，臍帶血幹細胞的分裂能力較差，而且有些是非單一型態呈現 (變異)，當要作大量培養時，必須花更多力氣讓它穩定，避免送到人體時有其它細胞產生，免除不穩定的因素。就如同認養一個小孩，必須花更多精神去導正他，自己的小孩就不用這麼麻煩，兩者各有各的優缺點。 第一年的計畫會先看大鼠功能恢復是否如預期，之後再進行靈長類動物試驗，逐步朝人體試驗的方向努力。 儲存環境 攸關幹細胞活性 談到細胞的冷凍技術，若幹細胞的冷凍條件沒有維持很好，細胞是無法存活的，良好的保存環境下，細胞的活性也會相對提高。例如反覆取出、解凍後升溫等，這樣的環境都對細胞不利。 曾經參觀生寶的實驗室，設備技術的確很令人印象深刻，因為環境技術的好壞，與幹細胞活性有絕對的關係，傳統儲存槽細胞的儲存方式都是一整串，試驗中需要取出某一個細胞，必須整串取出，通常幹細胞活性就是因為這樣拿進拿出損害的，尤其某些習慣較不好的實驗室人員，將整串拿出後就擺著，這樣不到半年那些細胞的活性就會毫無作用。 幹細胞的潛力不只有細胞治療而已，運用方向相當廣，若能好好操控細胞，加上發展周邊其它產業，如材料、培養的環境等，例如加州投入如此大的經費在胚胎幹細胞的發展，其中都有國內未來發展細胞治療產業可參考的借鏡。 工研院希望將國內外基礎的研究，加以應用，作為產業與學界的接軌，例如范博士找到一個條件，讓細胞不會發生變異，再由工研究將技術移轉過來，大量生產為產品，用在培養細胞，這就是未來產學合作的方向。