創新誘導多能幹細胞生醫檢測晶片，精準再生臨床治療試驗平台

目前再生醫學在老年退化疾病的預防上仍有許多尚未滿足的臨床需求，如何能在這幹細胞研究的競賽中取得自己的立足點，並更進一步精進、優化治療的製程與療效，則是全球再生醫療產業正共同努力的課題。

由國立陽明交通大學藥理學研究所邱士華教授領導，醫學系解剖學及細胞生物學科傅毓秀教授及李鎮宜副校長共同參與的再生醫學計畫「創新誘導多能幹細胞 iPSC 生醫檢測晶片與精準再生臨床治療試驗平台」，將結合臺灣優質臨床研究團隊與快速、精準、自動化之生物晶片與檢測平台，用於開發誘導型多潛能幹細胞（induced pluripotent stem cell, iPSCs）作為產品大量使用。

淺談 iPSCs 研究歷程

專精 iPSCs 研究的邱士華教授首先為我們簡介了幹細胞的研究歷程。他講述道，胚胎幹細胞是於 1970 年代被發現其重要性；1999 年成功建立胚胎幹細胞的相關實驗，並於隔年驗證其可分為內、中、外組織的三胚層，進一步分化為生殖細胞，此為再生醫學研究的重大利基。然而，由於胚胎幹細胞的取得會涉及到受精卵的破壞，於宗教倫理上仍具十足爭議。

而 2006 年諾貝爾獎得主山中伸彌（Shinya Yamanaka）教授轉殖 4 個關鍵基因至小鼠的纖維母細胞，讓細胞重新編譯，成功轉化為接近胚胎幹細胞結構與功能的 iPSCs，則重新改寫了再生醫療的研究方向。

iPSCs 自問世以來一直是再生醫療發展的主軸，並已在 2019 年日本完成視網膜細胞移植，成為全球臨床試驗首例，也是該領域研究的里程碑。然而，在培養、分選、鑑定等多達 800 道流程上仍十分耗時耗力。為找尋更「聰明的方法」以標準化、快速地篩選出高品質的幹細胞，邱教授及其團隊決定整合旗下生醫細胞研究計畫與台灣引以為傲的半導體晶片產業，並以自身最專精的眼科疾病為研究主軸，達到吸引性、前瞻性、重要性三大賣點，望能早日落實 iPSCs 研究與生物晶片的落地應用。

「雙引擎」研發量能助無藥可醫眼科疾病的療法研發

邱教授進一步為我們闡述了選擇「視網膜黃斑部病變」為主要研究方向的理由。在老年人口的退化性疾病中，視網膜退化約佔 12-15%（30-40 萬人），雖然約九成屬於僅需追縱治療即可，但剩餘的一成，一不注意就可能成為老年人的視力殺手。若能透過再生醫療的技術，利用 iPSCs 協助分化成視網膜色素上皮細胞，就有望逆轉此無藥可醫的困境。

邱教授巧妙地將 iPSC 研究與半導體生物晶片兩大計畫關鍵領域比喻為飛機的「雙引擎」，期望能藉著台灣引以為傲的半導體晶片專業，將細胞重編程（reprogramming）的時程從原先的六個月降至四個月，並搭配標準化、高智慧的篩選平台，寫出台灣與眾不同的再生醫療發展史。

而如此野心勃勃的研究主題，更需要學界最頂尖的人才來協助達成目標。來自國立陽明交通大學的傅毓秀教授多年來專精於幹細胞相關研究，並已利用人類臍帶間質幹細胞（Human Umbilical Mesenchymal Stem Cells, HUMSCs）成功於小鼠實驗中逆轉了肺纖維化疾病。講到在未來的研究藍圖中，傅教授希望能持續從較無藥可醫、不可逆等疾病下手，包含糖尿病、帕金森氏症以及本研究主軸－視網膜黃斑部病變。對於此計畫能幫助更多受退化性疾病所擾的患者，傅教授十分期待研究成果的展現，並盼明年夏季在晶片與研究技術的整合上能達到里程碑。

半導體晶片助 iPSCs 製程與品質管控更精

而半導體晶片的研發與製作，則是由國立陽明交通大學李鎮宜副校長旗下團隊負責，他指出此計畫的生醫晶片將配有三大關鍵功能，包含監控細胞型態（morphology）、活性（activity）以及造影成像（tomography）。而講到目前的研究進展，李副校長先點出現今的生醫晶片共同面臨的解析度不夠、缺乏通用性等問題，而這同時也是計畫團隊正致力於改善的重點，另外再加上如何提升空間上的解析度、靈敏度及適用樣本的彈性度，並還可同時能具有局部性溫度調控功能（regional temperature profile）等，而半導體晶片可量產的優勢也將有望能大幅降低研究的成本。