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利用干細胞培養皮膚和毛發

施彥/德新社fs/nm2016年4月10日

日本研究人員利用干細胞培養出了皮組織。他們使用的是體細胞重編程技術。借助這一成果,人們有朝一日或許也可為自己培養出人造皮膚。

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Forscher erschaffen Haut mit Haaren und Talgdrüsen
培育人造皮膚已經成為可能圖片來源: picture-alliance/dpa/T. Tsuji, RIKEN

(德國之聲中文網)據美國最新一期學術雜誌《科學進展》報導,日本東京理科大學以高木良(Ryoji Takagi)為首的一個研究團隊利用小鼠的所謂誘導性多能幹細胞(iPS細胞)培養出了皮膚組織。被移植到小鼠皮膚上後,該組織可以發育生長,如同天然皮膚一樣。

iPS細胞是經人工誘導重編程的體細胞,其自身發育已經到頭,就等下一步發育成特定的組織細胞或器官細胞了。它們就像胚胎干細胞一樣,具有所謂的發育全能性,經過適當誘導,可以轉化成各種各樣的體細胞。

訊號蛋白誘導發育成所需細胞

在該實驗中,研究人員先在培養皿中將iPS細胞培養成很小的塊狀組織。這種所謂的"胚狀體(Embryoid bodies)"在一般情況下會無序生長,隨機轉化成各種各樣不同類別的組織,但研究人員可以通過添加訊號蛋白,影響其轉化方向。隨後,他們將這些細胞暫時移植到小鼠的腎髒附近,以助其分化增長。

研究人員發現,經過如此處理之後,這些iPS細胞後來就發育成了皮膚細胞層、毛囊以及其它一些皮膚結構。毛囊中,就像正常的毛發一樣,含有皮脂腺和肌纖維。隨後,研究人員又將如此培養出來的組織,移植到其它小鼠的皮膚上。14天後,在原本並無毛發的這些小鼠的皮膚移植部位,長出了毛發,而且移植組織也和其周邊的神經纖維和肌纖維彌合。干細胞研究的一個特別風險,即可能生成腫瘤的風險,在該項實驗中卻未發生。三個月後,被移植的皮膚組織中依然沒有癌細胞。

Symbolbild Stammzellenforschung USA
所有類型的體細胞均源自干細胞,但只有干細胞才是全能手,可以轉變成任何類型的細胞。圖片來源: Getty Images/S. Platt

未來憧憬:實驗室培育替代器官

參與該項研究的辻孝博士(Takashi Tsuji)在日本理化學研究所發育生物學中心發布的一項公告中表示,希望將來能借助這一方法,"在實驗室裡培育出可供移植的完好器官"。

不過,該研究團隊在進一步探索培養其它器官細胞之前,想先嘗試培育人體皮膚,譬如用於治療燒傷患者。

還有很多問題有待解答

海德堡的德國癌症中心干細胞與癌症部門主任、HI-STEM干細胞研究所所長安德烈亞斯‧特龍普(Andreas Trumpp)對媒體表示,利用小鼠細胞取得的這一新的研究成果,只能算是人們向人造人體皮膚的方向上邁出的第一步。他說:"這項研究是在已有的一個方案上做出的進一步改進,但憑此方法還得不到純粹、完整的皮膚,而只是其中一小部分,而且是毛囊含量特別多的一小部分。"

特龍普表示,該研究也還沒有證明這塊新皮膚確實完好地具備皮膚的所有功能,譬如皮膚的屏障功能、出汗功能、皮脂腺分泌功能等等。

2006年,日本學者山中伸彌(Shinya Yamanaka)成功地對體細胞進行重編程,得到了iPS細胞,使干細胞研究取得了突破性進展,因而榮獲2012年度的諾貝爾生理學或醫學獎。

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