肌肉萎缩症，渐冻人的救星来了！
您还记得曾引发全球风潮，连比尔盖兹（Bill Gates）、马克·祖克柏（Mark Zuckerberg），还有鸿海董事长郭台铭都曾响应的“冰桶挑战”（Ice Bucket Challenge）吗？
冰桶挑战在 2014 年掀起风潮，短短两个月内募得1亿1500万美元，大部分作为渐冻人症研究经费。令人难过的是，发起人谢奈尔嘉（Anthony Senerchia）于去(2017) 年 11 月 25 日逝世，得年仅46岁，结束了与“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”（Amyotrophic lateral sclerosis, ALS，俗称渐冻人症）14 年的搏斗。另一位也同样因此疾病所苦的名人，是英国著名物理学家与宇宙学家，现任职剑桥大学理论宇宙学中心研究主任－史蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）。霍金的主要贡献是与罗杰·潘洛斯共同合作提出在广义相对论框架内的潘洛斯–霍金奇性定理，以及他关于黑洞会发射辐射的理论性预测（现称为霍金辐射, Hawking radiation）。然而，因为患有 ALS 这样的疾病，病情随着岁月逐渐加重，霍金已全身瘫痪，甚至不能说话，只能靠语音合成器来与其他人沟通。
过去，患有严重型或中间型肌肉萎缩症（或称肌肉失养症）的病人，多因为肌肉细胞持续萎缩、退化而丧失生活自理的能力，最后逐渐步向死亡。以最常见的杜显氏(又称裘馨氏)/贝克氏肌肉萎缩症 (Duchenne/Becker muscular dystrophy, 简称 DMD/BMD) 而言，大多在五岁前发病，十岁出头就须靠轮椅代步，而在二三十岁时就因呼吸或心脏的衰竭而死亡。
如今，来自美国北卡罗来那州杜克大学（Duke University）的研究人员，利用来自皮肤或血液的诱导性多能干细胞（iPSC），培育出了功能良好的人类骨骼肌肉，或许未来能为同样饱受此类疾病所苦的患者，带来新的治疗契机。
利用皮肤细胞培养的肌肉，能够发育成正常的肌肉组织
研究团队在科学期刊“自然通讯”（Nature Communications ）指出，因为“诱导性多功能干细胞”（Induced pluripotent stem cell, iPSC ）就像在胚胎中发现的天然干细胞般，它们可以分化成任何其他类型的人类细胞，因此该研究团队将源于人体的非肌肉组织（如：皮肤或血液）的iPSC 进行重组，使其退回到原始状态，然后加入大量 Pax7 分子，向细胞发送信号，使 iPSC 被诱导成为骨骼肌肉细胞，并成长为“功能正常的人体骨骼肌肉”。接下来，研究人员停止供应 Pax7 分子，并为这些细胞提供营养，直到它完全发育成熟为止。这个新生成的肌肉组织经过二到四周的 3D 培养，肌肉细胞形成肌肉纤维，就能像人体肌肉组织一样收缩，并对像是电子脉冲或化学信号等外部刺激做出反应。
研究人员表示，若将肌肉纤维植入成年老鼠体内，这些肌肉纤维能存活且运作至少三周，并与老鼠自身组织融合到一起。虽然不如天然肌肉组织那么强壮，但仍是非常令人雀跃的结果。
新技术与遗传疗法结合，效果相辅相成！
Bursac 教授说：“利用这种技术，我们可以只取一小块非肌肉组织的样本，如皮肤或血液，将获得的细胞恢复到多能状态，最终生长出无数的功能性肌纤维来测试。”新技术可以让患者增长新的肌肉，而不会对病人造成额外的伤害。同时，此项技术也有希望与遗传疗法相结合。依照目前理论上，可以解决来自于患者的诱导性多能干细胞的遗传功能障碍，然后生长完全健康的小片肌肉。 虽然这不能完全治愈或取代整个身体的价值的肌肉，它可以与更广泛的针对性遗传疗法，或搭配局部的问题进行治疗。
参与研究的生物医学工程师 Lingjun Rao 博士说：“经过多年的尝试与失败，根据经验猜测并采取一步一脚印的谨慎步骤，最后终于从多能干细胞中产生功能良好的人体肌肉。”计画负责人柏塞克（Nenad Bursac）也表示：“罕见疾病的研究前景，对我们来说特别让人兴奋。”虽然说，目前在实验室取得了相当令人振奋的结果，但在临床实践中的潜力，仍有待观察。未来，研究人员希望他们的技术能让科学家在实验室培养出“无穷尽”功能正常肌肉，用来测试相关的药物和基因治疗，更进一步能避开伦理争议，为一些罕见及退化性肌肉疾病建立治疗模型，并开发出有效的新药。
文 / Miggy Chang
延伸阅读：万能细胞的研究开发蓝图参考文献：
https://www.nature.com/articles/s41467-017-02636-4
https://pratt.duke.edu/news/ipsc-muscle
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