✎陳心瑜醫師/專文

隨著全世界步入老齡化社會，根據WHO統計，到了2030年，每六個人之中就有一個人超過60歲，由於老化會對健康的影響是全方面的，個人的生理、認知和心靈層面，都會產生劇變，連帶對社會也是一大挑戰，因此「抗老醫學」早已是現今炙手可熱的研究領域。

因為老化是必然發生的，只要是人都會受影響，因此矽谷的科技巨頭們，除了在AI人工智慧上熱烈發展，也不約而同地注入鉅資，爭相競逐在抗衰老的研究領域。亞馬遜創辦人Jeff Bezos在矽谷設立生技公司Altos Labs，延攬全球科學界的菁英，如火如荼進行研究抗衰老的研究，還有ChatGPT的創辦人Sam Altman也斥資近兩億美元在新創Retro Biosciences，渴望在細胞的層次上，逆轉細胞老化的進程，恢復青春的活力，而他們的目光不約而同的都聚焦在新世代的幹細胞－『誘導型多功能幹細胞（ induced pluripotent stem cell)』。

什麼是幹細胞？

所有的生命都是由細胞所組成的，幹細胞就是生物體內原始且未分化的種子細胞，它具有再生與分化的兩大獨特功能，再生指的是自我更新，複製出一樣的細胞，而分化則意味著它在特定條件下可轉變成不同功能的細胞、進而形成組織和器官。

幹細胞的分化潛能在位階上可以分成四大類：

受精卵，每一個生命都是從受精卵而來，它就稱為全能幹細胞（Totipotent Stem Cell），可以發展成一個完整的胚胎和胚胎外的組織，例如胎盤，因此可以孕育出一個完整的個體。
接下來它會快速發育成多功能幹細胞（Pluoripotent Stem Cell），這個階段就是大家所熟知的胚胎幹細胞，它可以分化成人類三胚層的所有細胞，形成個體內的所有組織，具備最大的發展潛能。
再往下發展，變成更加功能導向的特定潛能幹細胞（Multipotent Stem Cell），具備有限的分化再生能力，可以形成特定族系的細胞，像是造血幹細胞可以分化成各種血球，神經幹細胞可以分化成神經組織的各種細胞，但是它們沒有辦法任意地分化成其他組織與完整的個體，大家較常聽到的臍帶血間質幹細胞和脂肪間質幹細胞也是屬於此一類別。
最後就是單能幹細胞（Unipotent Stem Cell），它們只能分化成單一細胞，但仍具有自我更新的能力，例如皮膚基底層的上皮幹細胞可以分化成角質細胞，不斷地幫皮膚汰舊換新。

在幹細胞的位階中，位階越高，再生與分化的能力就越強。其中最讓科學家感興趣的就是胚胎幹細胞，因為它可以分化成人體的各種細胞，可以治療因為細胞受損凋亡而造成的器官缺損或失能，而幹細胞本身的再生能力，也有機會為許多不治之症帶來新的契機。1998年美國科學家James Thomson從不孕症治療剩餘的胚胎組織中，成功地培養出人類胚胎幹細胞，讓大家寄予厚望，但因為涉及使用人類胚胎的道德爭議，使得研究處處受限，幹細胞的領域發展蒙上陰影。

誘導型多功能幹細胞 (induced pluripotent stem cell，iPSC)的發現，讓細胞返老還童

想到就在大家陷入困境的時候，露出一道曙光，2006年時，山中伸彌（Shinya Yamanaka）教授以四個轉錄因子Oct3/4、Sox2、Klf4與c-Myc（現在被稱為「山中因子」）送入小鼠皮膚的體細胞後，將其進行「重編程」（reprogramming，類似返老還童的過程），讓原本已經不具再生分化能力的成體細胞逆轉時光，轉變回最原始、類似胚胎幹細胞的狀態，就稱為誘導型多功能幹細胞(induced pluripotent stem cell，iPSC)。另外，科學家發現在「重編程」的過程中，細胞因為老化而累積的DNA損傷也被修復了。

隔年2007年，他又培養出人體的iPSC，且iPSC如同胚胎幹細胞，具有強大的分化與再生能力，可以分化成人體三胚層的所有細胞，包括心肌細胞、神經細胞等各種細胞，此一發現舉世沸騰，開啟了幹細胞研究的康莊大道。誘導型多功能幹細胞不僅解決了胚胎幹細胞的道德爭議倫理問題，製備上也更為可行，只要從健康人或病患身上取得少量檢體，就可以製成專屬的iPSC，科學家從此可以全力投入幹細胞的研究，在再生及個人化醫療的領域上突飛猛進，而山中伸彌教授也因此獲得了2012年諾貝爾生醫獎。

▍了解更多，不要錯過︰解析iPSC（下）誘導型多功能幹細胞的最新應用與發展

※參考資料︰

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