長庚、史丹佛研究團隊大突破 打造更安全乾細胞外泌體治療

長庚醫院與美國史丹福工學院教授合作，以人類蛋白的重複氨基酸序列爲基礎，設計出非從傳統動物體中產生的「類彈性蛋白」，不但能成功培養好人類「誘導多功能幹細胞」，還發展出分離外泌小體的技術，更容易取得幹細胞所衍生的外泌小體，打造出更安全、排斥更少的再生醫療。（長庚醫院提供／林周義臺北傳真）

越來越多證據表明，人類「誘導多功能幹細胞」大部分再生能力的治療效果，在於它們所釋放出外泌體的效果。長庚醫院與美國史丹福工學院教授合作，以人類蛋白的重複氨基酸序列爲基礎，設計出非從傳統動物體中產生的「類彈性蛋白」，不但能成功培養好人類「誘導多功能幹細胞」，還發展出分離外泌小體的技術，更容易取得幹細胞所衍生的外泌小體，打造出更安全、排斥更少的再生醫療。研究成果已在去年12月刊登於國際期刊《生醫材料(Biomaterials)》。

「胚胎幹細胞」一直被認爲再生醫學的重要細胞來源，被廣泛探索並運用於未來各種疾病，包括心肌梗塞、視網膜疾病、脊髓損傷、傷口復原和中風後的神經元修復。然而，注射活性幹細胞進入人體，有微小的機會產生畸胎瘤，且因細胞結構完整尺寸大，容易產生排斥，在人體內的穿透力較差，也無法通過血腦屏障等，應用範圍有限。因此目前再生醫學的尖端研究方向，都在尋找不須直接注射活細胞的新治療模式。

日本學者山中伸彌2007年證實，人類「誘導多功能幹細胞」與「胚胎幹細胞」非常相似，同時也克服了之前「胚胎幹細胞」一直被詬病的2個重要的疑慮，移植後的免疫排斥、使用人類胚胎的道德考量。

林口長庚心臟內科主治醫師李振宏指出，越來越多的證據顯示，人類「誘導多功能幹細胞」可取代「胚胎幹細胞」的研究範疇，而且它大部分再生能力在於它分泌的外泌小體，會通過擴散作用，作用於鄰近的細胞，誘發再生能力，以達增生修復的效果。外泌小體的治療有和幹細胞治療的同樣效果，甚至增加了細胞本身的存活率。

李振宏表示，使用幹細胞直接療法時，實驗過程通常需要有非常嚴格的儲存和運輸方法纔可以維持幹細胞的活力和表現，並需要小心使用細胞表徵方法的偵測來避免之後可能的畸胎瘤產生。而外泌小體治療不易引發排斥，且安全性相對較高，也被發現具有抗發炎、延緩衰老，甚至可穿透血腦屏障等優勢，將是未來轉譯成臨牀治療方法的重要的進展。

由於美國史丹福醫學院和工學院積極投入人類「誘導多功能幹細胞」和外泌體的研究，李振宏由醫院派往美國史丹福與工學院Sarah Heilshorn教授進行討論和研究，找出了利用當前的生醫材料，克服困難取得幹細胞外泌體的方法。

李振宏說，「人類誘導多能幹細胞」的培養，須藉小鼠肉瘤癌細胞的可溶性基底膜所提取的分離物，來維持原始特性，但這種方式取得的外泌小體，未來並不適合臨牀人體的試驗和應用。長庚研究團隊以人類蛋白的重複氨基酸序列爲基礎，精準建構地設計出非從傳統動物體中產生的「類彈性蛋白」，不但能成功培養好人類「誘導多功能幹細胞」，還發展出分離外泌小體可靠的技術，讓我們更容易取得幹細胞所衍生的外泌小體。

林口長庚醫院心臟內科系主任褚柏顯強調，經設計重組的非動物來源的蛋白勝？基質，可穩定、安全地用於製造幹細胞衍生的外泌體，並改變其後續對於治療的促生存效力，此發現可望提供再生醫學治療許多疾病全新和可靠的研究方向。

林口長庚醫院副院長溫明賢表示，這項重大的成果也促使各種人體臨牀試驗研究積極進行中，希望對於未來的疾病治療帶來突破性進展。例如，使用癌症來源的外泌體作爲標誌物，可用於檢測和預測癌症治療後的效果和反應。另外，也可利用幹細胞外泌體的再生治療效果解決許多棘手的問題，如腦中風、阿茲海默症、心肌梗塞、糖尿病以及關節退化等等疾病。