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生物學家能誘導幹細胞形成視網膜，朝體外培養替代器官邁進一步。
撰文╱?井芳樹（Yoshiki Sasai）
翻譯╱涂可欣

■幹細胞可以分化形成動物體內所有器官，這個過程讓科學家覺既嚮往又困惑。
■一支頂尖的日本研究團隊證明，可以利用胚胎幹細胞在實驗室培育出人類和小鼠的視網膜。
■這些實驗讓我們更了解大腦的發育過程，而且從中獲得的知識或許最後可用來治療眼睛疾病。

在子宮內，胚胎最早是一團由相同細胞構成的球體，由此分化出各種不同類型的細胞，形成井然有序的結構，最後成為人體所有的器官。其過程全靠生物的內在章法指揮，讓每個曲皺摺疊的組織按部就班地長成適當的形狀和大小。
科學家對於簡單構造演變到複雜系統已經很熟悉了，在探究胚胎發育機制時卻仍然總是帶著讚歎，並且渴望在實驗室裡複製早期發育的過程。他們除了想更深入了解生物學，也希望能應用這些知識來修補、替換受損的組織。這個時機可能已經到了，最近科學家在研究複雜發育的機制上大有斬獲，可能不出10年，以體外培養出的替代器官進行移植的願景，就可以實現。

懸浮培養幹細胞
我對這預測的樂觀態度，來自於我實驗室最近的幹細胞研究。幹細胞能分化出其他類型的細胞，我們的研究顯示，實驗室培養的幹細胞可長成視網膜，這是眼睛內負責將光線轉為電和化學信號、再傳遞到大腦的關鍵構造。我們在其他研究中也曾培養出腦的皮質組織和部份腦下腺，在進行這些實驗時，我們應用了對生物體內信號系統的豐富知識，來誘導培養皿中一層扁平分散的細胞形成立體結構。在化學信號的刺激之下，幹細胞自己組織形成視網膜，這個成功點燃了我們的希望，或許我們能利用這方法培養視網膜組織，來治療黃斑退化等眼疾。
我們一開始嘗試培養視網膜時，是想找出基本的發育機制。我們知道視網膜源自胚胎大腦的間腦（dience-phalon），在發育初期，間腦某區域擴張形成如氣球般的視胞（optic vesicle），接著視胞向內摺疊成視杯（optic cup），視杯最後再逐漸轉變為視網膜。