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再生医学系列(1):再生医学发展史

发布时间:2020-06-18   浏览量:724   

 

人类疾病的发生,都从细胞的损害与老化开始。从古至今,人类一直对自然界中的再生现象心生嚮往,例如:蝾螈的脚不管断了多少次,都可以从伤口重新长出和原本一样的脚;而牠的强大再生能力,不只能长出完整的四肢、眼睛、嘴巴以至于心脏和部分的大脑。也促使科学家们,纷纷想发展新颖的医学技术,将毁坏的细胞或组织器官恢复到原有的状态。

黄圣筑/专题报导 何宜庭/图

再生医学发展史

公元前600年:在历史上的第一本外科教科书中记载,印度医生Suśruta介绍了如何用脸颊的皮肤修补撕裂的耳垂,以及用前额皮瓣进行鼻子重建的方法,可以视为人类历史上,再生医学的起点。

1740年再生现象的发现:瑞士自然学家Abraham Trembley,观察水螅时,发现水螅有不同数目的触手或手臂的奇怪特徵,让他想将一个水螅平分为二,是否可以发育成两个完整的个体。结果证明,一个动物片段可以再生成一个完整的动物,他所发现的再生现象,也让他拥有生物学之父的美誉。

1901年遗传的观念:美国科学家汤马士•摩尔(Thomas Hunt Morgan),在果蝇实验中,证明染色体中真实存在着基因物质,开启了遗传学时代。使后世的科学家能操作基因实验,而果蝇也成为研究人类疾病的重要模型生物。

1907年 组织工程学的起源:美国生物学家罗斯•哈里森(Ross Granville Harrison)发现了一种在实验室培育青蛙胚胎细胞的技术。这实验是人类史上第一次干细胞实验,也是第一个成功培养生物组织的方法。也为了之后的组织工程学发展铺了未来之路。

1952年细胞複製技术:美国科学家罗伯特•布里格斯(Robert Briggs)和托马斯•金(Thomas King)将蛙胚胎细胞的细胞核植入,去除了细胞核的蛙卵中,而这颗蛙卵发育成了蝌蚪。此实验,是世上首次的细胞核转移的複製实验,证明细胞核转移到新的细胞质中,仍维持原有生物体的基因组讯息。

1963年发现干细胞:加拿大科学家詹姆斯•提尔(James Till)和欧内斯特•麦克洛克(Ernest McCulloch)证明了小鼠骨髓内的干细胞可以自我更新併成长为血小板和红、白血球。

1981年干细胞分离保存技术:英国研究人员马丁•埃文斯(Martin Evans)和马修•考夫曼(Matthew Kaufman)从小鼠胚胎中分离出干细胞;同年,英国科学家盖尔•马丁(Gail Martin)发现在培养皿中保存干细胞的技术,成为后续干细胞实验的基石。

1981年人工皮肤:生物学家尤金•贝尔(Eugene Bell)团队,发表了使用患者自身细胞製成的人工皮肤修复伤口的技术。贝尔在1998年成立Organogenesis公司,并获得美国食品药品管理局核准,成为第一家可生产活细胞的医疗产品公司。

1997年自製人造耳朵:哈佛院学者约瑟夫•文森提(Joseph Vacanti)团队,在小鼠的背上製备人造耳朵,希望可以治疗耳朵缺损的病人,但由于实验成果照片太令人震惊,而造成动物保护团体的反对。

1998年人类胚胎干细胞分离技术:威斯康辛大学的詹姆斯•汤姆森(James Thomson)团队从原本用于体外受精的捐献胚胎中,获得干细胞;而霍普金斯大学的约翰•吉尔哈特(John Gearhart)则使用终止妊娠妇女的胚胎,获得干细胞。

2001年美国总统乔治•布希颁布禁令:禁止联邦基金用于进行新人类胚胎细胞等研究。同年,英国却放鬆了对胚胎研究的限制。

2006年诱导干细胞技术:京都大学科学家山中申弥添加4个转录因子进成年小鼠的细胞中,诱导成人体细胞回到干细胞,称为诱导性多能肝细胞,但此实验规避了使用胚胎干细胞的伦理问题。

2006年人造器官移植:维克森林大学医学部的外科医生安东尼•阿达拉(Anthony Atala),将人造膀胱移殖入7位患有先天性出生缺陷的儿童和青少年体内。

2009年解除干细胞资助计画:美国总统巴拉克•奥巴马,解除了2001年乔治•布希对新人类胚胎干细胞项目的资助禁令。

2010年干细胞治疗法的多元运用:角膜受损患者,可从健康的角膜组织提取干细胞,移植到受损角膜,恢复视力;而脊髓损伤患者也在接受胚胎干细报治疗后,恢复行动能力。

2013年人类干细胞系被研发:俄勒冈健康与科学大学的舒克拉特•米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)团队,使用和複製桃莉羊一样的体细胞移植技术,利用婴儿体细胞,複製了第一个人类干细胞系;2014年韩美两国研发出複製成人细胞创造人类干细胞的技术。透过这种技术複製出来的干细胞,降低了治疗上的排斥的程度。

2015年干细胞疗法进入市场:欧盟核准义大利摩德纳大学再生医学研究中心之团队Graziella Pellegrin教授所开发的,源自脐带血及骨髓的Holoclar干细胞,用于疗角膜烧伤致盲的患者。这是第一个商业化成功的干细胞产品!

2016年皮肤细胞转为卵细胞产生小鼠技术:日本福冈九州大学的林克彦(Katsuhiko Hayashi)教授团队,将小鼠皮肤细胞放到卵巢组织转为卵细胞,再将卵细胞受精后放到代理孕鼠子宫,之后受精卵生产出健康的小鼠。

再生医学涉及干细胞生物学、发育生物学、细胞疗法、基因疗法、组织工程等範畴。简单来说,希望透过干细胞更新修复的能力,延长疾病受损或老化的器官组织的功能,并被寄予解决慢性与致命性疾病的厚望。

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