2難纏疾病 有望藉「幹細胞外泌體」獲得改善

圖文/常春月刊

目前就科學所知,腦損傷與神經退化疾病是不可逆的,而大多數神經退化疾病與腦損傷會引起失智,在台灣估計已超過27萬人,這可能會成為邁入高齡社會必須面對的挑戰。除了高齡之外,各種程度的碰撞、不正常的生活習慣、高血壓、糖尿病、長期的壓力及心理疾病等,都是造成腦損傷或退化的可能因素。

雖然近幾年來,多項臨床研究已顯示,幹細胞有希望修復神經系統的損傷,但因為需要以手術植入幹細胞,所以,仍須面臨細胞植入造成的併發症和形成異位組織的隱憂。

幹細胞外泌體,有望促使神經再生

國家衛生研究院細胞與系統醫學研究所李華容副研究員的研究團隊,歷經7年的研究發現,利用一種特殊的技術刺激間質幹細胞,可分離出具有修復細胞功能的「幹細胞外泌體」(Stem Cell-derived Exosomes),並能從中鑑定出促使腦神經再生及腦部功能恢復之活性物質。

若對大腦受損的小鼠注射幹細胞外泌體,觀察到受損的神經細胞可以長出突觸,神經細胞的數量可以恢復到原本的6成。此研究顯示幹細胞外泌體較間質幹細胞更具有促進組織再生的能力,又能避免細胞植入手術的風險及副作用,對再生醫療帶來新的突破。此系列研究已分別於2019、2020年發表於國際再生醫學權威期刊《STEM CELLS Translational Medicine》。

再生醫療正式邁臨床應用及嘉惠病患階段

近年來,因發現幹細胞具有再生、分化成各種組織器官細胞的潛力,以幹細胞為基礎的「再生醫學」研究突飛猛進,日本學者山中伸彌發現的誘導型多能幹細胞(iPSC)被視為新興醫療的明日之星。在2019年9月衛福部通過「特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法修正條文」後,台灣再生醫療領域正式邁向細胞治療產品研發、臨床應用,及實質嘉惠病患的階段。

雖然多項臨床研究已顯示,幹細胞有望修復神經系統損傷,但幹細胞培養及穩定保存不易,且仍需要以手術方式植入,細胞植入手術引發的併發症和異位組織形成的可能性等,仍然是幹細胞治療的一大隱憂。

為了讓幹細胞治療及可能的應用更加普及,同時解決併發的負面反應,研究團隊致力於發現幹細胞具有修復能力的關鍵。研究發現,細胞外泌體是細胞用來和外界溝通的一種工具,在不同環境下所裝載的訊息也不同。以特殊技術刺激廣泛存在於骨髓、脂肪裡的間質幹細胞,可分離出具有修復不正常細胞缺失功能的「幹細胞外泌體」。

小鼠實驗,認知、學習和記憶功能皆獲得改善

在大腦受損的小鼠實驗中,用注射方式提供帶有「修復」能力的外泌體, 1週後觀察到受損的神經細胞可以長出突觸,更在1個月後發現受損區域神經細胞的數量可以恢復到原本的6成,且動物的認知、學習和記憶功能皆獲得改善。

進一步分析團隊所開發的誘導型間質幹細胞外泌體之組成分,鑑定出內含2',3'-Cyclic Nucleotide 3'-Phosphodiesterase等數種促使腦神經再生及腦部功能恢復之活性物質,顯示幹細胞外泌體就具有促進組織再生的能力,而因無需手術植入幹細胞,可避免幹細胞治療原有的風險及副作用,且可進行自動化製劑,有潛力成為再生醫療的新方向。

李華容表示,目前幹細胞外泌體的研究範圍雖然僅限於治療神經相關疾病,但未來可望用於治療退化性疾病、組織或器官損傷、細胞缺陷、神經退化性疾病、腦與脊髓創傷、中風、學習障礙、巴金森氏症、心肌梗塞、肌肉萎縮症等疾病。

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