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提供原料研究移植 編輯基因減少排斥 全能幹細胞 跨種製器官

2019-12-29
■劉澎濤研究出取得EPSCs的方法,為生命科學帶來新的「原料」。 香港文匯報記者  攝■劉澎濤研究出取得EPSCs的方法,為生命科學帶來新的「原料」。 香港文匯報記者 攝

如果生命科學是魔法,幹細胞研究就可能是其中最令人驚歎的一種;小小的「原始」細胞具有巨大潛能,為受損組織與器官帶來修復與再生能力。香港大學生物醫學學院教授劉澎濤及其團隊,則從創新角度為此「魔法」提供「原料」,成功以新方法獲取幹細胞並率先建立全能性的擴展潛能幹細胞(EPSCs)體系。團隊又先後於小鼠、人類和豬取得EPSCs,做到跨物種的幹細胞突破,不單有助器官移植等臨床醫學轉化應用,對動物健康、農業畜牧,甚至瀕危物種保育都可望有潛在貢獻。 ■香港文匯報記者 姜嘉軒

擴展潛能幹細胞(expanded potential stem cells,EPSCs)源自囊胚形成前的植入前胚胎,具有分化為胚胎和胚外組織各種類型細胞的超強潛能。劉澎濤團隊自2017年起陸續證實能在小鼠、人類和豬取得EPSCs,為業界帶來突破性發展(見另稿),未來將進一步拓展至更多的哺乳類物種上。

「我們的新技術將物種的幹細胞建立起來,一大好處是有利於研究『異種移植』,也就是不同物種之間的器官移植。」劉澎濤介紹,業界多年來一直希望把豬的胚胎幹細胞做出來,其中一個原因在於豬和人在很多方面非常相似,譬如說豬心和人心正是一例,「所以有很多公司或實驗室在過去多年一直希望用豬作為心臟移植的共體,但就是因為沒有幹細胞,所以做得比較慢。」

劉澎濤團隊早前成功從豬身上取得EPSCs,它們具備完整潛能、遺傳特性穩定且易於編輯,「以此幹細胞可更容易進行基因編輯,把豬的一些相關基因敲掉,將人的相關基因換上,於是這個豬心或器官放到人身上,將可最大程度減少免疫排斥性。」

物種有差異 治鼠不治人

另一方面,EPSCs亦有助於為不同疾病製作動物模型,「現在大部分研究都是用小鼠做疾病動物模型,但小鼠和人還是有很大差距,很多疾病模型從重要機理上而言是對的,但要是用藥就未必行。放到小鼠上很多病都治好,但一在人身上就不行,有各種問題,主要是兩者很多方面都不一樣,用大動物就接近得多。」

劉澎濤又表示,不只是人的健康,動物健康也可望透過EPSCs獲得改善,「不光是對動物本身,動物健康跟人的健康也是互有關連」,禽流感正是一例,假如人們可以通過幹細胞研究促進動物健康,到頭來對人也有好處。

除了醫學相學應用之外,劉澎濤指這項優勢亦可適用於農業之上,「譬如可用於『分子育種』方面,牛隻產奶量多少,豬肉的肥瘦比例,生長周期,餵食多少,代謝率等都有相應的遺傳研究」,均可用幹細胞作為研究工具,進行基因編輯。

「另有一個好處就是有助於物種保存,換句話說就是『保種』」,劉澎濤介紹,熊貓、華南虎等稀有動物,固然極具保存價值,「甚至只是某個地方出產比較好食的豬,亦同樣可以保存」。他更表示,團隊之間曾有討論過以幹細胞培養食物的研究工作,「但目前實在無這方面經費,將來有資源的話是可以去試。」

被問到未來會把注意力放到哪類物種身上,劉澎濤笑言科研業界間亦有競爭,因此不便透露太多,「但在日常農業上常見的大動物,或是哺乳類動物都屬範圍之內。」同時,他亦明言有計劃從事應用EPSCs於「異種移植」的進一步研究,期望在轉化應用上取得更大成果。

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