「可以說這是一個『不死』的細胞,所以任何關於細胞的研究都可以應用,像是癌症的免疫細胞療法等。」中研院生物醫學科學研究所助研究員胡哲銘跟團隊發現,在細胞中注入果凍狀的水凝膠(PEG)之後,可以保存細胞膜本身的活性,讓細胞看起來還像「活著」。

不死細胞怎麼製造?

胡哲銘說,細胞是非常脆弱的,只要沒有養分、很快就會死亡。而細胞內負責支撐細胞膜的生物支架也會跟著崩解,所以細胞會破裂、損壞。「當然我們在過去利用了很多技術希望保存細胞,像是福馬林,但雖然保存了細胞的形狀,卻沒辦法讓這個細胞還有作用。」

但是研究團隊利用水凝膠跟取出的細胞混合之後,趁著細胞膜冷凍、解凍時會出現的短暫縫隙,讓水凝膠注入到裡面,再照射紫外線燈(UV燈),進行光活化的化學反應,在內部凝聚成果凍狀的水凝膠,變成細胞內的人工支架,不但能保存細胞膜上對其他細胞、物質的反應跟活性,而且讓細胞膜保持流動的狀態。

這種「果凍細胞」可以應用在各類需要用到細胞的研究中,胡哲銘也先舉出了研究團隊有做過的3個實驗,證實果凍細胞的效果,的確是細胞研究的一大進步。

果凍細胞的應用

免疫細胞療法

胡哲銘說,在癌症的免疫細胞治療中,會先取出患者的抗原呈現細胞、比如像是樹突細胞,給這些細胞接觸腫瘤細胞,產生抗原,再注入身體中,刺激免疫系統製造更多T細胞來消滅癌細胞。

但是過去有個問題是,抗原呈現細胞在體外很快就會失去活性,進到身體裡的功效不大,所以必須要培養很多抗原呈現細胞,對於經過各種治療、免疫力已經不足的患者來說,也不一定會有足夠的細胞能做培養,所以效果也並不好。

不過如果能將抗原呈現細胞取出後,轉化成果凍細胞,可以保持穩定的活性,製造數量差不多的T細胞。研究團隊用淋巴瘤的細胞做測試,發現果凍細胞能刺激生成的T細胞數量,是一般方法的4倍;而在老鼠實驗中,活體細胞跟果凍細胞的活性幾乎相等,表示這種保存方式是的確有效的。

病毒檢測

過去檢測病毒時,都會選定一個身體細胞作為標記,來查看是哪種病毒,比如流感病毒是用紅血球做標記,因為病毒細胞會跟紅血球細胞膜上的膜蛋白結合;但活體細胞會不停的流動,所以也造成檢測上的困難。

胡哲銘說,因為這種果凍細胞雖然保持了細胞膜的活性,但細胞本身是不會亂動的,所以很適合用來做觀察檢測,同時也能讓不容易檢測的病毒被檢測到。比如HIV病毒是跟免疫細胞結合,但免疫細胞只要離開身體就會死亡,所以過去很難對症下藥的治療,現在也是找到一個突破口。

幹細胞治療

而一直很火熱的幹細胞研究,過去也因為幹細胞的培養必須要有飼養細胞鋪在下面,才能讓幹細胞順利成長,雖然飼養細胞不難取得,但是一離開身體就很容易死掉,就要不斷取細胞來做培養層,很費工。

胡哲銘說,果凍細胞可以保存活性60天以上,所以用它取代飼養細胞,就不需要一直從動物身上取飼養細胞下來。而經過檢測,幹細胞還是可以順利生長,內容品質也相同,可以說連幹細胞的培養都可以往前邁一大步。

這份研究已經在今年3月5日時,刊載在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上,也申請多國的專利,研究室現在專攻癌症免疫細胞療法的研究,但也希望有各界不同的研究可以應用這樣的技術,胡哲銘說,下一步會希望測試大腸癌、皮膚癌的反應率,主要是希望能透過完整的細胞膜活化T細胞、或其他各類細胞,達到運用人體的資源,擊敗疾病的目標。

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文/盧映慈 圖/許嘉真