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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

iPSC的最新趨勢應用發展

iPSC最大的優點就是取得容易，從成體細胞就可以誘導回胚胎幹細胞的狀態，而且這個iPSC與原本體細胞的基因序列是完全一樣，因此透過此iPSC分化出的細胞，可重新注入回捐贈者體内，不會引發自體免疫反應，這便是自iPSC問世以來，無數研究團隊爲之努力的聖杯－再生醫學。

（圖片引用自Cellular and Molecular Life Sciences）

第一，iPSC可以分化出人體的各種細胞，因此就可以用健康正常的細胞來取代受損的細胞，執行原本的功能。

2017年，山中伸彌教授在醫學界的權威雜誌－「新英格蘭期刊」，發表利用iPSC來治療老年黃斑部病變的患者，將iPSC誘導的視網膜細胞色素上皮細胞植入患者的眼睛，挽救患者的視力，這一創舉突破過往「視網膜細胞不會自體再生」的觀念。另一個人體不能再生的細胞就是心肌細胞，一旦細胞死亡，就只能走向心臟衰竭、等待換心的命運，因此全球關於iPSC誘導成心肌細胞的臨床試驗也如火如荼地進行中，2023年，源自日本慶應大學的Heartseed公司利用iPSC培養出心肌細胞，並製成塊狀的「心肌球」，移植到因為心肌梗塞造成重度心臟衰竭的患者心臟上，半年後，患者的左心室輸出率提高，臨床症狀也得到顯著改善。另一方面，先天的缺損也可能得到解方，2024年「Cell」發表一篇重磅研究，科學家將一位25歲第一型糖尿病患者的細胞誘導成iPSC，再把iPSC轉成胰島細胞，並將這些細胞植入患者體內，在75天後這些細胞就能夠分泌胰島素自給自足，患者不需要額外注射胰島素，超過一年後的追蹤數據，患者的血糖和糖化血色素表現還是非常良好。

第二，iPSC所分泌的外泌體也會對細胞發揮修復和調節的作用，在再生醫學的領域亦深具潛力。

研究發現，iPSC所分泌的外泌體包含很多與調控細胞發育、代謝和抗老化有關的蛋白質和 microRNA (miRNA)，這些訊號分子會進一步去調控接收細胞的基因表現，就像是開關一樣，可以讓其他細胞「打開」或是「關閉」某些基因的功能，而iPSC的外泌體可能可以喚醒與新生修復相關的基因片段，啟動一連串生理機制，達到逆轉時光的目的。

2021年「Nature」研究指出在哺乳動物老化的過程中，每日大概會產生10萬的DNA損傷點位，這些損傷大部分能被修復，但部分會累積下來，經年累月加劇細胞基因組的不穩定性，造成細胞與個體的生理異常、組織耗損、功能退化和慢性發炎，進而發展成老化相關的疾病甚至是癌症，這些累積下來的DNA損傷可能就是驅動老化的主要因素，也是抗老科學家們想要著手的切入點。

（圖片引用自europepmc.org）

科學家發現用iPSC分泌的外泌體去餵養老化的細胞，會讓細胞恢復年輕時的型態，細胞活性和複製能力增強，細胞內原本因為老化而喪失的抗氧化力與自我修復功能會提升，而與老化有關的DNA損傷則顯著下降。另外，iPSC外泌體也被用來治療皮膚損傷，發現它可以調節傷口周圍的免疫反應，促進微環境的血管增生，真皮層的膠原蛋白合成，和表皮細胞的再生重組，顯著加速傷口的癒合。

第三，應用iPSC打造疾病模型，研究疾病的成因，提供藥物篩選和測試的平台，為過去可能是不治之症的遺傳疾病患者帶來曙光。

如上所述，iPSC可以繼承捐贈者的基因序列，所以對於家族遺傳性疾病的患者，就可以利用病人的血液細胞產製iPSC，再誘導出與疾病相關的細胞，模擬疾病的生理狀態，一方面研究疾病的生成機制，發掘可能是哪些基因異常，造成疾病發生，再去研究可能的治療方式，另一方面也可以直接利用這些「疾病表型的iPSC衍生細胞」進行藥物測試，精準篩選出適合個人、特定疾病的療程，省下患者試藥的生理、心理與時間的負擔。例如：與衰老相關的阿茲海默氏症、巴金森氏症和ALS漸凍人等神經退化性疾病，科學家正在利用iPSC誘導的腦神經細胞研究病因，並開發相關的藥物、基因或細胞治療方式。

iPSC開啟再生醫學新視野

全球iPSC的相關研究正在為再生醫學以及個人化精準醫療帶來一場嶄新的變革，台灣也沒有缺席，2024年台灣通過再生醫療雙法，成為繼日本和韓國之後，第三個為再生醫療制定專法的亞洲國家，讓國內的生醫產業在法規的指引下更能蓬勃發展，與國際接軌。在整形外科的領域，我們也期待在現有的微整治療和年輕化的手術中，結合再生醫學，包括纖維母細胞、脂肪幹細胞移植和生長因子治療等技術，從巨觀的外在表現到微觀的細胞層次，在抗衰老的健康領域達到更全面性的效果。

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