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• 在太空培養幹細胞！品質真的有差嗎？電影般的再生醫學新研究

  文/郭佳語、圖/翁嘉妤     　摘要　 再生醫學領域正以前所未有的速度蓬勃發展，為醫療科技帶來一系列革命性的突破。在這個快速進展的領域中，幹細胞的研究與培養已成為當前備受矚目且極具潛力的研究重點之一。幹細胞具有獨特的自我更新能力和分化成各種組織類型的潛能，為治療許多難以治癒的疾病提供了新的希望。科學家們正積極探索如何有效地利用幹細胞修復受損組織、再生器官。於《微重力》期刊上發表的研究分析提及，在太空站的微重力條件下培養細胞也有了新的發現，這個研究是否會為再生醫療領域帶來什麼新見解呢？     微重力條件下培養幹細胞，有了新發現？   幹細胞療法被認為具有治療多種與衰老相關的疾病的潛力，包括中風、認知症、神經退化性疾病、癌症以及其他各種疾病或損傷。然而，這類治療的實施面臨重大挑戰，主要因為其需要大量的幹細胞，而目前的技術尚難以在實際應用中有效提供所需的幹細胞數量。此外，療效的好壞也與幹細胞的培養環境密切相關。傳統的地球二維（2D）培養環境已經顯示出一定的限制，無法完全模擬體內細胞的自然生長條件。相較之下，微重力環境提供了一個三維（3D）的培養條件，這被認為更接近人體內細胞的生長環境，能促進幹細胞的增殖與分化。基於這一點，科學家們對太空微重力環境在幹細胞培養和療法中的應用充滿期待，並致力於進一步研究如何減輕重力帶來的潛在不利影響，探索其在未來再生醫學中的應用前景。   兩名研究人員，費伊·加尼（Fay Ghani）和阿巴·祖貝爾（Abba C. Zubair）於NPJ Microgravity《微重力》期刊上發表的論文中指出微重力條件下培養幹細胞的研究新發現。該研究提及太空研究的幹細胞類型，包含間質幹細胞、造血幹細胞、誘導多能幹細胞衍生的心肌細胞、心血管祖細胞和神經幹細胞，並分析其表型與增殖特性等。這些幹細胞在治療中擔任非常重要的角色，例如能應用在血癌，或是中風後恢復神經元與血管等療程，若能在太空中成功培養幹細胞，並保持幹細胞特性良好地帶回地球，就有機會使用在這些療程上。     於太空中培養的幹細胞，品質真的有差嗎？   在這篇研究中，提出了幾個幹細胞在此次微重力研究狀態下培養後的臨床潛力。   間質幹細胞：培養兩週後仍保持幹細胞的表型以及增殖特性，並且相較地球培養的間質幹細胞擁有更高的免疫抑制能力。 造血幹細胞：在13天的培養期間，造血幹細胞（HSCs）分化的髓系細胞以及紅血球前驅母細胞的數量顯著減少，被認為微重力可能會抑制紅血球生成（erythropoiesis），並推測這也是太空貧血的原因。 誘導多能幹細胞衍生的心肌細胞：心臟病發作後，心臟再生心肌細胞的能力有限，而此種細胞能修復或替換心臟受損細胞，促進心臟功能恢復。在微重力下的生成過程，由於撇除地球重力造成的張力，可使幹細胞更容易、更快地增殖。 心血管祖細胞：研究發現，在微重力下培養的新生兒和成人的心血管祖細胞，會產生更多有助於周遭細胞溝通與影響的信號分子，這可能有利於組織修復或再生。 神經幹細胞：研究指出，在微重力下培養出來的神經幹細胞，經過39.9天後返回地球仍保持幹細胞的特性，並能夠分化為年輕的神經元。     要使用太空培養的細胞？仍有未排除的障礙與挑戰   儘管有關宇宙幹細胞研究的探索和證實正在如火如荼地進行，但目前該領域仍處於相對早期的發展階段，無論是在知識積累、科學實踐還是資金投入方面，均存在諸多限制。關於幹細胞在微重力環境中再生潛力的研究，至今仍未達成統一結論，報告對幹細胞在太空中表現出的特性和再生能力提出了矛盾的觀點。有些研究指出，微重力環境對幹細胞的增殖和分化具有積極的促進作用，並能夠改善細胞的生長條件，特別是在神經幹細胞、間充質幹細胞及心血管前驅細胞等類型的細胞。然而，也有報告強調微重力對幹細胞生理過程的負面影響，並指出這種環境可能會導致細胞功能異常或長期的發育障礙。因此，微重力環境對幹細胞的影響並非單一面向，仍需要進一步深入探討。   此外，太空中不僅僅是微重力對幹細胞產生影響。太空中的游離輻射（Ionizing radiation）也是一個重要的變因。研究表明，太空中的高能輻射對細胞尤其是在分裂過程中的幹細胞有著顯著的影響，進而引發癌變的風險。因此，太空環境的複雜性使得幹細胞的研究充滿挑戰，仍需要更多的實驗和資源，全面理解這些因素如何共同作用並影響幹細胞的再生潛力。     資料來源： 1. https://www.nature.com/articles/s41526-024-00425-0     延伸閱讀 文章｜醫策會品質認證，累積382團隊參與，健檢、疾病治療、醫美等面向，打造就醫安心指標！ 影片｜外泌體到底是什麼？和幹細胞差別？選擇再生醫療前「這點」一定要注意 *以上言論不代表本站立場，任何手術或療程均有其風險，實際仍須由醫師當面與您進行評估而定*

  2024.11.26