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北醫大幹細胞研究新突破 癌症治療新曙光

2018/03/21 編輯部/整理

北醫大黃彥華教授簡報幹細胞研究突破

北醫大黃彥華教授簡報幹細胞研究突破

臺北醫學大學幹細胞醫學研究又有新突破,成功解開胚胎生殖系幹細胞在類似胚胎發育極度缺氧情況下,如何進行幹細胞對稱性分裂與細胞遷移之分子機制,為未來的癌症治療找到新契機。

北醫大細胞治療與再生醫學研究中心主任暨特聘教授黃彥華指出,藉由這項突破性研究成果,可進一步推演固體腫瘤癌幹細胞如何在沒有氧氣的環境中,進行癌幹細胞對稱性分裂及癌轉移,致使病人產生抗藥性與早期復發的機制,未來可望透過癌症轉譯醫學,開發癌症治療標靶癌幹細胞的新方法。 

目前,該份研究報告已於今年二月發表在幹細胞國際權威學術期刊《Stem Cell Reports》上。

黃彥華表示,精子及卵子結合受孕後,在胚胎發育最早期會產生胚胎幹細胞,由於當時完全沒有血管,胚胎幹細胞就在無氧環境中快速增生及爬行。而幹細胞的增生機制,包括非對稱性分裂與對稱性分裂,像是在有氧氣的情況下,組織細胞進行非對稱性分裂,每次只產生一個幹細胞,其他為分化細胞,藉以形成具功能性的體組織。 

胚胎生殖幹細胞進行對稱性分裂與爬行

胚胎生殖幹細胞進行對稱性分裂與爬行

另外,在早期胚胎極低氧氣的環境下,胚胎期幹細胞則進行對稱性分裂,每次可產生兩個完全相同具高能力的幹細胞,因此可迅速地大量累積胚胎期幹細胞的數量。

胚胎生殖幹細胞進行非對稱性分裂(左)與對稱性分裂(右)

胚胎生殖幹細胞進行非對稱性分裂(左)與對稱性分裂(右)

而癌幹細胞是一群細胞數極少、處休眠期、且具高抗藥性與癌症轉移能力的細胞,它不需要氧氣就能存活,一般能生存於後期較大固體腫瘤內部深處缺氧的惡劣環境,一旦患者的免疫力下降,或出現發炎反應或病毒感染,就會伺機而動。

黃彥華解釋,癌幹細胞的抗藥性與轉移令醫生束手無策,若遇上缺氧環境即會壯大勢力使之更難應付,而這也是導致許多癌症患者早期復發並產生抗藥性導致治療無效的重要元凶,癌症細胞狡猾兇狠的程度,一如哈利波特系列電影中的「佛地魔」,令人望而生畏。

截至目前為止,醫學界尚不清楚調控癌幹細胞增生的分子機制,無法針對癌幹細胞進行標靶治療,就算治療後腫瘤變小,癌幹細胞還是繼續殘留在腫瘤中,伺機而動。

此時,癌幹細胞往往會聰明地學習胚胎幹細胞在低氧環境下的增生機制,充分利用固體腫瘤在低氧環境中容易促使細胞對稱性分裂的特性,快速增生而導致腫瘤早期復發,既殺不死而生生不息,又有很強的細胞遷移作用,且會隨著時間的飛逝開疆闢土造成癌版圖擴張,我們卻無可奈何。 

本篇論文第一作者博士後研究員郭勇哲表示,胚胎生殖系幹細胞基礎研究是以胚胎鼠與新出生小鼠為來源,在實驗室純化取得胚胎期幹細胞後,隨即進行有氧與缺氧環境初代培養,並在極有限的細胞數量下重複進行悉數實驗,以不到三年時間完成所有欲了解的關鍵環節,技術領先全球。 

北醫大研究團隊藉由了解胚胎期幹細胞的調控訊息傳遞,藉此推演在固體癌組織中癌幹細胞的快速增生與轉移機制。研究團隊將進一步進行轉譯醫學研究,利用缺氧與其衍生的相關訊息,設計藥物及治療方法,期望能造福癌症病患。

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