科學人/恢復卵巢功能、幫助胚胎發育 圖解外泌體在生殖醫學的應用

示意圖。圖/Ingimage

卵巢是女性的重要器官,如果卵巢出現問題,不只會影響懷孕,還會造成內分泌與其他婦科問題,可以說女性健康跟卵巢息息相關。

如果從衰老的角度來看,卵巢出現問題時,應該是細胞的DNA、基因調控、蛋白質製造、細胞傳遞訊號等環節出現問題。如果是卵母細胞與濾泡細胞間的溝通出現問題,則需要改變卵巢的微環境,讓卵巢恢復健康。

目前在婦科中,使用高濃度血小板血漿(PRP)施打在卵巢表面,可以有效增加卵巢功能,提升卵泡成熟度,讓受孕率提高,也是目前可以合法使用的方法。當然幹細胞看似有無限可能,但也有潛在風險;因此在婦科研究上,更加青睞幹細胞所分泌的微泡產物:外泌體。

外泌體對卵巢功能有什麼影響?

外泌體是培養幹細胞時,由幹細胞所分泌出來的雙脂質包覆的微小泡泡(30-150奈米),含有DNA、信使RNA(簡稱mRNA)、microRNA(簡稱miRNA)、生長因子、蛋白質,它就像細胞間的快遞一樣,可以快速進入各種不同細胞中進行相互的訊息傳遞及協調合作,而miRNA是細胞互相溝通最主要因子,也是外泌體再生功能的主角,因爲外泌體通常沒有免疫排斥問題,爭議性較低,未來的應用性也較大。

2024年諾貝爾生理與醫學獎頒給了發現miRNA及其在轉錄後基因調控中作用的科學家安布羅斯(Victor Ambros)和魯夫坤(Gary Ruvkun),他們發現miRNA在基因調控中發揮着至關重要的作用,特別是對於生物的發育和功能發展,如果沒有miRNA,細胞和組織就無法正常發展。

針對卵巢老化部分,已經有許多動物實驗證實,間質幹細胞所分泌的外泌體可以有效恢復卵巢功能,在小部分人體實驗中也有類似成效,目前正在進行較大規模的研究。研究人員認爲,這主要是因爲外泌體中的miRNA調控了卵巢,讓細胞不會走向凋亡,進而刺激相關荷爾蒙生成,有利於卵泡分化,同時miRNA也能改善卵巢微環境,讓卵巢功能更加健全,卵泡能正常發育,進而避免卵巢衰老。

外泌體可以幫助懷孕嗎?

成功懷孕的要素有五項:

在卵巢部分,外泌體除了具有健全卵巢功能外,也會引導整個妊娠過程,對懷孕過程有所幫助。

許多動物實驗證明,各種不同細胞的外泌體中含有不同的miRNA,對於受孕過程中有很大的影響。包括卵巢功能的恢復、卵成熟、排卵,以及幫助卵子受精、改善輸卵管的環境,到後面的胚胎髮育與着牀等,miRNA都扮演重要的調控角色。

在受精卵到達子宮時,需要在子宮內膜中進行着牀,此時需要miRNA在子宮內膜與受精卵間進行溝通,這時候外泌體就變得很重要,如果子宮內膜的外泌體中含有miR-200c 和 miR-30d等miRNA時,就能幫助受精卵順利着牀。

有些研究則發現,如果外泌體中含有干擾素-τ(IFN-τ),能有助於促進合成黃體素,讓子宮內膜持續增厚,有利於受精卵着牀。

另外,當女性身體處於慢性發炎狀態時,會影響整體的受孕環境,更加難以懷孕,而外泌體可幫助減緩體內的發炎狀態,也就能增加受孕機會,對懷孕有一定的幫助。

除了自然受孕外,外泌體對於人工生殖也有幫助。目前有研究將外泌體放入胚胎培養中,可以增加胚胎培養與植入母體的成功率,對於進行試管嬰兒來說,也是很大的突破。

科學繪圖/江勻楷

外泌體也會影響更年期嗎?

醫學上對於更年期的定義沒有很明確,但通常婦女停經三個月以上,子宮內膜變薄,加上抽血檢驗相關荷爾蒙,例如濾泡刺激素(FSH)、黃體激素(LH)大於25,而且動情激素(E2)小於20時,就有可能是更年期。

當女性面臨更年期時,會出現各種不同症狀,包括情緒問題、睡眠障礙、容易發熱等症狀,然後造成皮膚萎縮、骨質疏鬆、生殖器官逐漸退化,也容易發生頻尿、代謝變差、甚至容易失智。一般來說,只要適量補充女性荷爾蒙,就可以緩解這些狀況。

過去經常聽到補充女性荷爾蒙會致癌,其實這已是過去式。隨着醫療技術進步,以及對藥物動力學的瞭解,並且加入黃體激素平衡,新的荷爾蒙藥物已經不會出現這些問題。但目前有些研究人員,正在試着探索新的治療方法。因爲更年期是卵巢功能和生育能力的永久性喪失,如果透過外泌體進行介入治療,是否能緩解這段過程,慢慢取代賀爾蒙治療?

實驗人員將停經女性的卵巢組織取出後,經過外泌體處理,接着進行培養,結果發現原本已下降的雌激素濃度明顯上升。研究者認爲,如果外泌體真能有效緩解卵巢老化,不但可解決卵巢早衰的問題,還能改善婦女更年期的困擾,給女性多一種選擇。(整理/林又旻)

【本文以介紹醫療新知與衛教宣導爲目的,療程效果與方式等,需以醫師親自說明爲準。】

【醫師解惑】

疑惑1:外泌體可以人工生產嗎?

外泌體是細胞溝通時分泌的產物,所以人工生產的外泌體,通常是在培養細胞過程中進行蒐集。目前所有的外泌體研究,多是採用間質幹細胞培養過程中所產生的外泌體。

然而,細胞培養過去多是人工,會有污染、採收無法標準化的問題,所以外泌體的品質也良莠不齊,因此目前許多國內外在研究外泌體時,也會重視外泌體的標準化。

目前臺灣已經有廠商致力於將細胞培養標準化、系統化,甚至變成自動化,同時利用AI與AR技術來管理細胞培養的過程,可以確保外泌體的生產品質,像是星誠細胞生醫公司研發中的外泌體。

希冀透過獨家的3A-GTP全自動化製程,除了能夠穩定供應外泌體外,還能確保生產品質,是目前臺灣獨步全球的技術。

疑惑2:如何評估人工生產的外泌體優劣?

目前在國內外進行外泌體研究,發現到影響外泌體的效果除了內含的miRNA種類外,外泌體的濃度、純度與製程也是重要關鍵,星誠細胞生醫透過使用專利間質幹細胞培養技術,可以蒐集到細胞分裂過程中所有的外泌體,而且數量超過2000億顆, 如此一來,才能蒐集到同時具有生長與休止的外泌體,避免其他副作用。

在挑選外泌體時,除了要考慮細胞培養相關製程外,更需要有檢驗報告數據,不能只有廠商所出示的檢查報告。簡而言之就是:有沒有公正第三方大型檢驗認證。

星誠細胞生醫公司同時與全國各大預防醫學診所與相關科別院所合作,累積大量臨牀數據,並且邀請了包括臺大醫院醫學研究部、臺美檢驗、圖爾思生技等進行公正第三方檢驗,確保外泌體安全無虞。

・ 醫 師 小 檔 案 ・

李世明

臺北中山醫院婦產科主治醫師

中山醫院生殖中心負責人

超預防醫學.細胞治療諮詢平臺醫師

美國加州大學生殖內分泌及不孕症研究員,曾任空軍總醫院婦產科、臺北榮民總醫院病理科醫師、臺北中山醫院醫療副院長。專長爲生殖內分泌、不孕症、腹腔鏡手術、基因遺傳諮詢。

星誠細胞生醫

本單元獲星誠細胞生醫公司贊助。由《科學人》團隊獨立採訪撰稿。

(本文出自2025.02.26《科學人》網站,未經同意禁止轉載。)