其他

幹細胞風雲再起

只要花一星期就製造出幹細胞的方法,是夢幻成真?還是如露泡影?

撰文/龐中培

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幹細胞風雲再起

只要花一星期就製造出幹細胞的方法,是夢幻成真?還是如露泡影?

撰文/龐中培

今年,幹細胞研究領域歷經了冷暖變動最激烈的春天。1月30日,科學期刊《自然》刊載了兩篇幹細胞論文,都是由日本理化學研究所(RIKEN)的科學家小保方晴子為首的研究團隊所發表的。第一篇論文指出,小鼠的成體細胞只要浸泡在酸性液體中30分鐘,就可轉變成能夠分化成各種組織的多能性(pluripotent)細胞,也就是具有幹細胞的能力。第二篇論文則指出,這種細胞除了能夠分化成為各種組織之外,還能形成胎盤。

這個驚人的消息馬上佔據科學媒體的頭條版面,連大眾媒體也大肆報導,因為這個新方式實在太簡單了!幾乎不可思議!太美好而不像是真的,因此「或許不是真的」之類的質疑聲就接著出現。這樣的懷疑情有可原,畢竟幹細胞領域中曾經有過南韓科學家黃禹錫造假這樣造成重大傷害的事件,再生醫學又牽涉到重大商機,所有人都很小心。接下來的兩個星期,原本的懷疑耳語變成隆隆雷聲,有人發現論文中有抄襲的文字與重複使用的照片。面對這個情況,《自然》與理化學研究所都決定深入調查。

到了3月14日,理化學研究所舉行記者會,由所長野依良治(2001年諾貝爾化學獎得主)宣佈,建議小保方晴子等人撤回這兩篇論文,但是調查仍將持續進行,以釐清真相。

小保方晴子的幹細胞速成法

小保方晴子曾跟隨美國哈佛大學醫學院幹細胞和組織工程系的生物學家瓦康提(Charles Vacanti)從事研究,他也是這兩篇論文的共同作者,並且10多年前便宣稱動物成體細胞在逆境中會轉變回幹細胞。在植物中,如果細胞處於逆境之下,有些會逆分化成不成熟的細胞,然後再發育成新的組織,甚至個體。動物細胞也能如此嗎?小保方晴子接下了這個任務,嘗試了各種逆境,終於找出三種方式可以讓動物的體細胞轉變成具有幹細胞特性的細胞,分別是用細菌製造的蛋白質毒素在細胞膜上穿孔、讓細胞劇烈進出滴管、把細胞放在酸性液體中。

這三種狀況對於在培養皿中的細胞來說,都是接近致死的狀況,不過少部份存活下來的細胞能表現出多能性。真有那麼容易?小保方晴子團隊在《自然》上的論文所使用的方法,是把小鼠的T細胞(一種白血球)浸泡在pH值為5.7的酸性液體中30分鐘,便誘發出細胞的多能性。山中伸彌的基因植入法需耗時一個月,小保方晴子的方法不但簡單,而且細胞處理後一個星期便發展出多能性,同時,產出的幹細胞能力更強:能夠分化成胎盤組織,這是目前iPS細胞做不到的。研究團隊把這種幹細胞稱為「由刺激而產生的多能性細胞」(stimulus triggered acquisition of pluripotency cell, STAP cell)。

小保方晴子也對STAP細胞進行了幹細胞能力的標準測試:把STAP細胞植入小鼠胚胎中,結果STAP細胞真的能夠發育成小鼠的各種組織。這樣的小鼠所產下的後代,也帶有原先STAP細胞的特殊記號(小保方晴子使用的是綠色螢光蛋白)。不只是白血球,其他數種成體細胞也可以用相同的方式轉變為STAP細胞,並且能夠發育成多種組織,只是效率上各有差異。

論文發表之後,科學界高興了幾天,接著就出現各種質疑的聲音。首先是邏輯問題,有些人認為這項研究在學理上曖昧不明。山中伸彌把幹細胞特別會表現的基因送入皮膚細胞中,合情合理,但是用酸性液體花半個小時就可以刺激T細胞變回幹細胞,這中間到底發生了什麼事?其中的機制還需要很多解釋。

另一個反駁的理由是目前尚未有其他實驗室能重複這個實驗結果。小保方晴子使用的方式並不難,許多實驗室都有能力執行,但是論文發表到現在已經超過八個星期,並沒有其他實驗室重複成功的消息傳出。美國加州大學戴維斯分校的幹細胞學家諾夫勒(Paul Knoepfler)質疑這個研究最力,不但在自己的部落格上連番提出疑點,並且邀請其他嘗試重複這個方法的研究團隊到他的部落格上公佈最新的結果,到目前為止,收到的都是負面消息。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2014年第146期4月號】