文／郭詠澧

今年大阪世界博覽會的日本館展出了生命科學的黑科技「人造心臟橫空出世」，全球首個國家用iPS細胞培育出心臟器官，吸引許多參觀世博會者的注目。2006年日本科學家山中伸彌首次成功誘導出iPS細胞，立刻在醫學界掀起一陣熱烈討論與研究，並因此獲得2012年諾貝爾生醫獎。因為iPS細胞的發明，解決了胚胎幹細胞的倫理爭議，並為再生醫學與疾病研究帶來革命性的突破。

什麼是iPS細胞？它的全名是「誘導性多能幹細胞」，（induced pluripotent stem cells），是一種由哺乳動物的體細胞透過特定的誘導因子，經過轉錄因子等手段重新編輯，分化成不同種類細胞的幹細胞，使其具有類似胚胎幹細胞的多能性。

多功能性 來源廣泛



這些體細胞可以被誘導回到一種類似胚胎幹細胞的狀態，具有分化為多種細胞類型的能力。2006年，山中伸彌使用小鼠做實驗，成功將成熟體細胞轉化為具有多向分化潛能的幹細胞。2007年，研究人員又證明iPS誘導技術可以應用於人體細胞。

這神奇的iPS細胞具有兩種特性：

多能性：iPS細胞類似胚胎幹細胞，可分化成身體各種組織的細胞類型，如神經細胞、心肌細胞、肝臟細胞、胰島細胞等，具高度分化的潛力。

來源廣泛與無倫理爭議：iPS細胞可以從患者自體細胞如皮膚或血液細胞中取得；因為不是胚胎幹細胞，不需依賴胚胎，因此不涉及倫理問題，避免了社會議題的爭議。

逆天改命 重塑健康



因為iPS細胞具有以上特性，醫學界已應用到下列幾個領域：

個體化的再生醫學治療：iPS細胞可分化為特定功能細胞來治療疾病，用於修復受損組織或器官。例如胰島β細胞可治療糖尿病；在帕金森病治療中，將患者的皮膚細胞誘導為iPS細胞，再將其分化為多巴胺能神經元，然後移植到患者大腦中替代受損的神經元，恢復神經功能來治療帕金森病。又因為是利用患者自身細胞誘導產生的iPS細胞，可減少免疫排斥反應，實現個體化的再生醫學治療。

疾病模型的研究：透過誘導患者體細胞為iPS細胞，使其分化成疾病的細胞類型，模擬疾病的發生與發展過程，有助於深入了解疾病的發病機制，為疾病的診斷與治療提供理論依據，建構疾病模型測試藥物的有效性，亦可尋找新的治療靶點及開發新的治療方法。對於一些遺傳性疾病，可透過iPS細胞分化得到的細胞來研究基因突變如何導致疾病產生。例如地中海貧血症，利用患者體細胞進行基因編輯，糾正其中的基因缺陷後，誘導為iPS細胞，並分化為正常血細胞，為治療這類疾病提供新思考與新方法。

藥物篩選與安全性測試：利用iPS細胞分化得到各種類型細胞，可建構體外疾病模型用做藥物篩選與安全性測試；這種過程可以更準確地評估藥物在人體內的療效及安全性，減少藥物研發過程中的失敗率，降低研發成本，加速新藥開發過程。以心臟藥物為例，將iPS細胞分化為心肌細胞，然後將藥物作用於這些心肌細胞，觀察藥物對心肌細胞的收縮功能、細胞存活率等指標的影響，從而篩檢出對心臟毒性小且藥效好的藥物。

iPS細胞已作為一種具有無限潛力的再生醫學工具，為治療多種疾病帶來希望，並推動再生醫學領域的快速發展。iPS細胞技術的誕生，讓人類擁有「改寫生命程序」的鑰匙；從實驗室到病床，從基礎研究到醫療產業，其影響已超越醫學範疇，重塑生命科學的研究規模與社會倫理架構。正如山中伸彌所言：iPS技術讓我們有機會逆天改命，從細胞開始，重塑健康與生命。