星期六, 1月 07, 2006

新聞中的科學》萬能幹細胞 許你未來

【本報記者許峻彬】
原本被視為南韓民族英雄的韓國首爾大學教授黃禹錫,因刊登在權威科學期刊「科學」(Science)上的幹細胞研究論文被發現造假,讓他不得不自全球最熱門的幹細胞研究舞台黯然退場,但幹細胞、人類胚胎幹細胞、核轉殖等名詞,卻因此成了全球的熱門名詞。
台大醫院婦產部主治醫師吳明義指出,幹細胞指人類最原始的細胞,神經、皮膚、肌肉、血球等人體組織細胞都是從幹細胞分化而來,把人類最原始的細胞取名為幹細胞,有把這種細胞類比為樹幹的意味,就如同樹上的果實、樹葉也都從樹幹長出來的一樣。
人類的胚胎、骨髓、臍帶血、周邊血液內都有幹細胞,胚胎幹細胞被認為具有分化成多種不同人體組織的潛力,至於骨髓、周邊血液內的幹細胞屬於成體幹細胞,屬於成熟組織內的幹細胞,分化成各種不同人體組織的可塑性就低了很多。
吳明義表示,成體幹細胞都負載了一個遺傳訊息,就是將幹細胞變成某一類特定的組織,例如血液類的組織。
在電視上,經常可看到臍帶血銀行的廣告,這些業者在產婦生下新生兒後,收集胎盤及臍帶內的血液,加以分離,就可得到血液幹細胞,並冷凍保存,以備將來不時之需;醫學界認為,臍帶血中含有造血幹細胞,可用來治療白血病、淋巴瘤、地中海型貧血、黏多醣症、血液再生不良等疾病。
骨髓幹細胞用於治療白血病等造血功能異常的疾病,已有廿多年的歷史,移植到病患體內的骨髓造血幹細胞具有造血功能,可形成紅血球、白血球及血小板等血液組織,幫助病患恢復正常的造血功能。
科學狂想曲》丟輪椅 站起來
美國威斯康辛大學研究人員在1998年取試管嬰兒多餘的胚胎,第一次成功培養出人類胚胎幹細胞,從此引發幹細胞研究的熱潮。
台灣沒有自外於幹細胞的研究熱潮,去年8月舉辦的台灣生殖醫學會年會中,台大醫學院婦產科助理教授陳信孚及不孕症開業名醫李茂盛的研究團隊,分別宣布已經建立了台灣第一株人類胚胎幹細胞。
台大醫院婦產部主治醫師吳明義表示,胚胎幹細胞所以優於其他幹細胞,因為它可以在人體外無限制的生長;用於治療疾病時,不需要許多人捐骨髓、捐臍帶血,且胚胎幹細胞可分化成許多種類的人體組織來源。
使用患者自己的細胞核,透過核轉殖技術培養的胚胎幹細胞,更可以解決人體組織移植到病患體內的排斥問題。
幹細胞可以應用在哪些疾病的治療?台大醫院骨科部教授劉華昌從事骨髓幹細胞分化成軟骨細胞的研究,他表示,骨髓幹細胞經過營養素、維他命、生長激素的誘導,可以長成膝蓋關節所需的軟骨細胞,該院已經在豬隻實驗獲得驗證,未來若人體試驗成功,可用於治療退化性關節炎。
劉華昌表示,胚胎幹細胞則有分化成神經細胞的潛力,若未來實驗成功,中風、神經受損、脊髓損傷的癱瘓病患,都有可能利用胚胎幹細胞培養分化出的神經細胞,修補受損神經。
胚胎幹細胞研究 何以不單是科學…
美國總統布希曾在4年前發表電視談話時表示,已核准有限地使用聯邦資金支持胚胎幹細胞研究。布希說,「我是很慎重地作出這個決定的,我祈禱,這個決定作得正確。」
當號稱是世界上最有權力的人,都那麼注重幹細胞研究,不免讓人覺得幹細胞是什麼?為什麼會那麼引起重視?
在布希做這個決定前,美國政府對幹細胞研究的利弊展開了長達數月的審議。但最後,儘管有包括羅馬天主教在內各種聲浪反對展開胚胎幹細胞的研究,但布希最後在權衡這項研究可能對治療阿茲海默症以及帕金森症的潛在好處同意撥款協助研發。
道德、政治施壓?
國際間,胚胎幹細胞的研究,一直都不是單純的科學問題,因它可能複製人類的潛在能力,讓這些研究也背負極大的宗教壓力,甚至是政治問題。
歐洲就設有專職機構監督幹細胞研究,但其他地區或國家就沒有這麼嚴格。
人類是高等進化動物,因此在細胞構成上,較低等的阿米巴細胞複雜得多。目前的複製技術還未能成功的培養出特定的人體細胞。其主因是哺乳類動物的細胞結構複雜,雖然科學家解開了人類的基因圖譜,還是無法成功的以不用幹細胞的方式培養哺乳類動物細胞。 燒錢、成果競速?
培養特定人類細胞又比複製羊或者是其他動物的技術困難,但是研究阿爾茲海默氏症的人員若無法研究活人的腦細胞,就無法研究治療方法,因人類腦細胞目前是難以保存的。
道德上的理由之外,也有不少大型生物科技公司擔心會耗費大筆資金,是否能夠回收成本,讓生物科技公司對幹細胞研究又愛又怕。
胚胎幹細胞
卵子受精後會形成受精卵,經過約90小時後會形成囊胚,囊胚中的內細胞團會長成胚胎,如果將內細胞團取出,經過適當培養就可得到胚胎幹細胞。
幹細胞依分化能力的不同,可分成全能、潛能、多能幹細胞,人類胚胎幹細胞就是全能幹細胞,因為來自受精卵,可以分化成人類各種細胞,又被稱為萬能細胞。
胚胎幹細胞未來最大用途,在移植治療,也就是將胚胎幹細胞分化出的人體器官或組織,用來取代或修補已受損的器官或組織,例如用培養出的神經細胞移植治療脊髓損傷的病患、用胰島細胞治療糖尿病患等。
閱讀測驗題 最可能考
幹細胞的題目最近幾年並未在大學學科能力測驗或指定科目考試中出現,不過生物補教老師游夏認為,今年或明年很可能會以「閱讀測驗」的題型出現,考遺傳工程中的細胞融合技術或胚胎組織培養。
游夏指出,最近幾年遺傳演化學都考的很多,去年更考了30多分,但都沒考幹細胞;可是正因如此,這1、2年很可能出現,尤其指考,很可能出現「複製羊性狀來自於胚胎的細胞質還是細胞核」、「胚胎分裂是有絲分裂或減數分裂」、「胚胎著床後的發育次序是先出現絨毛膜或羊膜」、「若下一代產生突變,有那些型式突變(染色體和基因)」等與生殖有關的題目。
游夏表示,高二生命科學第7章「生殖」、第8章「遺傳」雖沒介紹幹細胞,但有提到相關的遺傳工程細胞融合技術、胚胎組織培養,高三生物第13章「現代遺傳學」則將相關知識教得更深,也教到幹細胞;由於學測不考高三內容,所以指考考到幹細胞的機率更高,若在學測出現,應該也會在第貳部分(加分題)。
游夏說,幹細胞應該會以「閱讀測驗」的題型出現,例如考一段被踢爆造假的南韓黃禹錫論文,或幹細胞相關的科普文章,測驗考生判知科學的能力;指考應該也是同樣題型,但考生須對相關知識有進一步了解,才能回答。
92學年指考生物題組
以桃莉羊為例,複製動物標準程序主要是:從卵提供者 (黑面母羊)身上取得卵細胞並去除其細胞核,再從被複製者 (白面母羊)身上取得體細胞 (乳房細胞),利用顯微注射及電擊法使卵細胞獲得體細胞核並分裂形成囊胚後,即可植入黑面代孕母羊體內。科學家利用此技術多次嘗試生產複製羊,結果只有一個囊胚成功發育成我們所熟悉的白面桃莉羊。根據此資料加上既有的生物學知識回答46-47問題。
46.下列有關生產桃莉羊的敘述,哪些錯誤?
(A)黑面母羊的基因發生突變因而產下白面羊
(B)電擊使黑面及白面母羊的DNA融合
(C)黑面母羊卵的遺傳物質必須除去
(D)除了毛色外桃莉羊的遺傳特徵接近黑面母羊
(E)植入黑面代孕母羊體內的是胚胎而非受精卵
47.下列有關複製動物的敘述,哪些正確?
(A)現今科技能由已分化體細胞生產出複製動物
(B)複製動物是屬於無性生殖的一種
(C)複製過程中不可能使擬產出的複製動物發生遺傳缺陷或發育異常
(D)複製動物的健康狀態及壽命和被複製者一樣
(E)白面母羊與公羊交配產下的小羊與桃莉羊的DNA有一半相同
答案:46.ABD、47.ABE
【2006/01/06 聯合報】

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