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細胞移植成功讓盲眼老鼠復明

褚志斌　(芝加哥大學博士後研究員)

依據自然(Nature)雜誌報導，美國科學家研究指出，將新生幼鼠的視網膜細胞(retinal cell)移植到成年盲眼老鼠的眼睛中，可以讓移植的細胞成功地和視覺神經連結，使盲眼老鼠復明。這項研究不但為未來盲人利用細胞移植(cell transplant)的技術來治癒失明提供一個希望，也指出利用新生幼體細胞來移植的效果可能比使用幹細胞更佳。

色素性視網膜炎(retinitis pigmentosa)是最常見的遺傳性、進行性視盲疾病。病患眼睛中負責夜晚微弱光線感應的桿狀細胞(rod cell)因為突變基因產生的缺陷蛋白質而逐漸被破壞，產生夜盲，視力進而逐步惡化，終致全盲。黃斑病變(macular degeneration)則是因為眼睛黃斑部隨著年齡增加而退化引起的失明．黃斑部位於眼球視網膜中心，提供我們直視時產生清楚影像的功能。當黃斑部逐漸退化，視力也會變得模糊。黃斑病變已經取代白內障，成為歐美國家老人視力不良的主因。目前醫界對此兩症仍束手無策。由於這兩種疾病是因為視網膜細胞病變壞死所致，但是視網膜的神經依舊完好。因此科學家認為，透過移植好的視網膜細胞，應該可以治療這兩種疾病。唯一的問題，是要移植哪一時期的視網膜細胞呢？以往都認為幹細胞可以分裂產生其它組織細胞，最適合用來進行移植治療，但是利用腦部和視網膜的幹細胞移植都沒有成功。

密西根大學(University of Michigan, Ann Arbor)的Anand Swaroop教授和英國倫敦大學學院
(University College London, UK) 的Robin Ali教授認為，也許因為幹細胞還不成熟，很難和視網膜神經產生連接。如果用比幹細胞更分化的胚胎或幼鼠視網膜細胞來移植，或許會更容易和視網膜神經產生連結。他們擷取老鼠從胚胎到出生後不同時期的視網膜細胞，移植到成年盲眼老鼠眼球內，然後測量可以產生的感光受體的數目(photoreceptor)。他們發現，出生後1-7天(P1-P7)幼鼠的視網膜細胞移植效果非常好，其中又以出生3-5天(P3-P5)後幼鼠視網膜細胞移植成果最佳。這些視網膜細胞最終會成為感光受體，但是在當下還沒成為完全成熟的桿狀細胞。這些細胞移植後可以和受贈者老鼠的視網膜神經產生連接(synaptic connection)，讓受贈者老鼠恢復視覺。他們利用基因標定、會產生轉錄因子(transcription factor)Nrl(neural retina leucine zipper)的後分裂先驅桿狀細胞(genetically tagged post-mitotic rod precursors)，證實產生神經連結的是後分裂的桿狀細胞，不是幹細胞或母原細胞(proliferating progenitor cell)。這個驚人的研究成果發表在自然雜誌上(MacLaren R.E., et al. Nature, Vol 444,203-207, 2006)。

雖然成果驚人，但是醫生不可能從人類幼兒的眼睛中擷取需要的視網膜細胞來進行移植。本論文第一作者MacLaren認為，未來也許可以利用幹細胞先培養出較分化、適合的視網膜細胞，再進行移植。以往動物實驗移植整個視網膜的經驗，已經用於人類疾病治療。視網膜移植早就成為常見的移植手術之一。但是移植的視網膜，往往無法和受贈者視網膜其他部位的細胞融合在一起。MacLaren認為，他們使用的P1-P7的視網膜細胞只比幹細胞多分化一點，因此可以忍受被從一個眼球移到另一個眼球，並能輕易融入新眼球的環境而和視網膜神經產生連結。這個研究鼓舞了其他科學家，他們決定研究是否新生幼體的其他部位細胞，也比幹細胞更適合用於移植治療。