[Author(s): 楊政道 英國愛丁堡大學再生醫療博士]

Abstract

幹細胞能分化成多種細胞，是再生醫學的核心。從胚胎幹細胞的倫理爭議，到山中伸彌的 iPSC 技術，研究正快速推進。幹細胞不僅應用於醫療，還進入食品科技，預示人類健康與生活方式的全新變革。

Digest（快速重點）

  • 幹細胞的分化潛能：內胚層、中胚層、外胚層可分化為不同器官與組織。
  • 倫理挑戰與突破：胚胎幹細胞引發爭議，iPSC 技術成功繞過困境。
  • 再生醫學與臨床應用：iPSC 已展現治療帕金森氏症、糖尿病、角膜疾病的潛力。
  • 食品科技的新革命：幹細胞能培養「實驗室肉」，兼顧環境永續與動物福利。
  • 未來展望：幹細胞將顛覆醫療、食品、生物工程與環境保護。

 

幹細胞的分化潛能

⾃從美國科學家 James Thomson 成功從胚胎的「內細胞團」（Inner Cell Mass）分離出胚胎幹細胞（Embryonic Stem Cells）以來，這些細胞就像⼀張⽩紙，可以根據不同的環境，變身為各種細胞：

• 內胚層 → 肺、肝臟、腸胃
• 中胚層 → ⼼臟、⾎液、骨骼、肌⾁
• 外胚層 → ⽪膚、腦部、神經系統

正因如此，幹細胞在再⽣醫學上被寄予厚望，例如替代器官移植、修復受損組織，甚至可能治療像帕⾦森氏症、糖尿病這類退化性疾病。

倫理挑戰與突破

不過，胚胎幹細胞的取得必須使⽤⼈類胚胎，因此引發倫理爭議。許多⼈認為，這等同於扼殺⼀個潛在⽣命，使得其研究和應⽤受到法律與道德上的限制。

為了解決這個問題，⽇本科學家山中伸彌（Shinya Yamanaka）在 2006 至 2007 年間開發出⼀項⾰命性技術——誘導型多潛能幹細胞（Induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）。他透過基因重新編程，將⽪膚或⾎液等成⼈細胞「重置」成類似胚胎幹細胞的狀態。這樣⼀來，既不⽤胚胎，又能獲得功能相同的幹細胞，成功繞過了倫理爭議。山中伸彌也因此在 2012 年獲得諾⾙爾⽣理學或醫學獎。

再生醫學與臨床應用

iPSCs 的應⽤範圍非常廣：
• 個⼈化醫療：利⽤病⼈⾃⼰的細胞製造 iPSC，再分化成需要的細胞，降低排斥反應。
• 疾病研究：建⽴患者特有的細胞模型，研究阿茲海默症、糖尿病等疾病的發病機制。
• 藥物開發：提供新藥測試平台，幫助提前發現毒性與副作⽤，減少⼈體試驗風險。

更振奮的是，近年的臨床實驗已經傳來好消息：

  • iPSC 培養出的角膜上⽪細胞進⾏移植⼿術，取得良好效果。
  • iPSC 分化出的胰島細胞，在治療第⼀型糖尿病上展現潛⼒，為患者帶來希望。

食品科技的新革命

幹細胞的影響甚至延伸到食品科技。近年來，科學家已能利⽤幹細胞培養出「培養⾁」，不需要宰殺動物，還能減少碳排放和資源浪費。這種技術有望改變我們未來的飲食⽅式，也為環境永續與動物福利提供新選擇。

未來展望

如今，幹細胞已成為再⽣醫學的核⼼之⼀。科學家不僅釐清了它的特性，還在疾病治療、組織修復與器官再⽣上取得了驚⼈成果。

隨著技術逐漸成熟，幹細胞不僅將改變醫療⽅式，也可能徹底顛覆食品科技、⽣物⼯程與環境保護。可以預⾒，未來⼈類的健康和⽣活⽅式，都將因幹細胞⽽迎來全新的篇章。