创新诱导多能干细胞生医检测芯片，精准再生临床治疗试验平台

目前再生医学在老年退化疾病的预防上仍有许多尚未满足的临床需求，如何能在这干细胞研究的竞赛中取得自己的立足点，并更进一步精进、优化治疗的制程与疗效，则是全球再生医疗产业正共同努力的课题。

由国立阳明交通大学药理学研究所邱士华教授领导，医学系解剖学及细胞生物学科傅毓秀教授及李镇宜副校长共同参与的再生医学计画“创新诱导多能干细胞 iPSC 生医检测芯片与精准再生临床治疗试验平台”，将结合台湾优质临床研究团队与快速、精准、自动化之生物芯片与检测平台，用于开发诱导型多潜能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSCs）作为产品大量使用。

浅谈 iPSCs 研究历程

专精 iPSCs 研究的邱士华教授首先为我们简介了干细胞的研究历程。他讲述道，胚胎干细胞是于 1970 年代被发现其重要性；1999 年成功建立胚胎干细胞的相关实验，并于隔年验证其可分为内、中、外组织的三胚层，进一步分化为生殖细胞，此为再生医学研究的重大利基。然而，由于胚胎干细胞的取得会涉及到受精卵的破坏，于宗教伦理上仍具十足争议。

而 2006 年诺贝尔奖得主山中伸弥（Shinya Yamanaka）教授转殖 4 个关键基因至小鼠的纤维母细胞，让细胞重新编译，成功转化为接近胚胎干细胞结构与功能的 iPSCs，则重新改写了再生医疗的研究方向。

iPSCs 自问世以来一直是再生医疗发展的主轴，并已在 2019 年日本完成视网膜细胞移植，成为全球临床试验首例，也是该领域研究的里程碑。然而，在培养、分选、鉴定等多达 800 道流程上仍十分耗时耗力。为找寻更“聪明的方法”以标准化、快速地筛选出高品质的干细胞，邱教授及其团队决定整合旗下生医细胞研究计画与台湾引以为傲的半导体芯片产业，并以自身最专精的眼科疾病为研究主轴，达到吸引性、前瞻性、重要性三大卖点，望能早日落实 iPSCs 研究与生物芯片的落地应用。

“双引擎”研发量能助无药可医眼科疾病的疗法研发

邱教授进一步为我们阐述了选择“视网膜黄斑部病变”为主要研究方向的理由。在老年人口的退化性疾病中，视网膜退化约占 12-15%（30-40 万人），虽然约九成属于仅需追纵治疗即可，但剩余的一成，一不注意就可能成为老年人的视力杀手。若能透过再生医疗的技术，利用 iPSCs 协助分化成视网膜色素上皮细胞，就有望逆转此无药可医的困境。

邱教授巧妙地将 iPSC 研究与半导体生物芯片两大计画关键领域比喻为飞机的“双引擎”，期望能借着台湾引以为傲的半导体芯片专业，将细胞重编程（reprogramming）的时程从原先的六个月降至四个月，并搭配标准化、高智慧的筛选平台，写出台湾与众不同的再生医疗发展史。

而如此野心勃勃的研究主题，更需要学界最顶尖的人才来协助达成目标。来自国立阳明交通大学的傅毓秀教授多年来专精于干细胞相关研究，并已利用人类脐带间质干细胞（Human Umbilical Mesenchymal Stem Cells, HUMSCs）成功于小鼠实验中逆转了肺纤维化疾病。讲到在未来的研究蓝图中，傅教授希望能持续从较无药可医、不可逆等疾病下手，包含糖尿病、帕金森氏症以及本研究主轴－视网膜黄斑部病变。对于此计画能帮助更多受退化性疾病所扰的患者，傅教授十分期待研究成果的展现，并盼明年夏季在芯片与研究技术的整合上能达到里程碑。

半导体芯片助 iPSCs 制程与品质管控更精

而半导体芯片的研发与制作，则是由国立阳明交通大学李镇宜副校长旗下团队负责，他指出此计画的生医芯片将配有三大关键功能，包含监控细胞型态（morphology）、活性（activity）以及造影成像（tomography）。而讲到目前的研究进展，李副校长先点出现今的生医芯片共同面临的分辨率不够、缺乏通用性等问题，而这同时也是计画团队正致力于改善的重点，另外再加上如何提升空间上的分辨率、灵敏度及适用样本的弹性度，并还可同时能具有局部性温度调控功能（regional temperature profile）等，而半导体芯片可量产的优势也将有望能大幅降低研究的成本。