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    未來的外科醫療

  • 發布時間
    2010/04/16

未來的外科醫療

目前外科醫療在治療禿髮上依舊相當有限,因為並不能增生新的毛髮。當前的外科技術無法製造出滿頭的濃密髮絲。外科的毛髮重建技術就是重新排列患者舊有的 二氫睪固酮 - 抵抗細胞毛囊,讓它在外觀上看起來髮絲茂密,但卻 沒有新生毛髮 。目前的外科療法不僅工程浩大,也必需砸下重金,並且在手術後的復原期間會感到些許不適。改善外科醫療的關鍵點,就是複製毛囊,成功地複製會持續生長終生毛髮的頭皮區塊內的毛囊,便能無限供應可移殖的頭髮,形成大量的茂密髮絲。複製的毛囊甚至可以直接單獨以注射的方式置入頭皮,完全不需以手術方式進行。

 

所以,如果科學家已經可以複製整頭羊,為什麼不實行人類毛囊複製呢?答案有點複雜,而且需要解釋與之相關的細胞生物學、基因學、細胞複製,然後檢視一些不同的複製形式,以利用在未來的大量複製人類毛囊上。

細胞生物學

細胞是所有生物體內最小的單位。多細胞生物的細胞具有高效率各司其職的專門特性。生物體內的單一細胞與其它類似性質的細胞在組織內共同工作,或是跟不同類型的細胞在稱為「器官」的特化細胞組織內工作。舉例來說,在微型器官 - 毛囊中,有好幾種不同類型的細胞為了生長毛髮而共同工作。

幾乎每個成熟細胞都有細胞核的構造,其內包含由 雙鏈螺旋狀 DNA分子組成的染色體。DNA分子中 帶有製造特定類型蛋白質的資訊,然後細胞使用這項訊息來讓蛋白質呈現出它特定的功能。有些蛋白質為結構性蛋白質,像是毛髮內的角質蛋白,同時還有其它具有傳達訊息功能的蛋白質,如荷爾蒙二氫睪固酮( hormone DHT ),另外有些蛋白質像是 5 甲 型還原酵素,幫助蛋白質轉變型態。

基因學

特定型態的蛋白質中,內含密碼的 DNA分子稱為基因,基因就是製造特定蛋白質時所給予的「指令」。特殊的身體特徵並不是基因造成,像是型態性禿髮、綠眼珠,或是捲髮,它們只是提供製造蛋白質時的指令,先由基因指示細胞去製造特定類型的蛋白質,才決定了身體的特徵,像是遺傳落髮、眼珠顏色,或是頭髮捲曲。通常許多不同的基因,加上許多不同的蛋白質,才能夠共同決定特殊的遺傳性身體特徵。

多細胞生物的細胞有個最大特徵,就是每個細胞都擁有帶完整基因的 DNA藍圖的染色體,為了生物體內的所有蛋白質而存在。每個細胞只聽從製造蛋白質時接收到的訊息來各司其職,即使其中包含給整個生物體的訊息。例如,眼睛虹膜內的細胞會製造出呈現綠色眼珠特徵的蛋白質,而不是導致型態性禿髮或是捲髮的蛋白質,更不是生物體內其它成千上萬的基因特徵的蛋白質,但是製造各種蛋白質的指令都包含在虹膜內,就像是製造會呈現綠色眼珠的蛋白質的指令,也可以在毛囊細胞中找到。釐清在成熟的特化細胞( specialized cells )內的 DNA訊息,是複製技術上的一項要事。

細胞複製

一個快速成長的胚胎,細胞會裂開兩半,然後再分別成長為一個完整的細胞,以此方式進行複製,這個過程稱為細胞有絲分裂,分裂的細胞內也具有完整的 DNA。當胚胎成長為一個更具備完整功能的有機體時,它的細胞開始呈現更獨有的特性,並且開始減少分裂。當細胞開始變成更專有化時,複製的細胞轉化為專有的前驅細胞,稱為幹細胞。

癌症的特徵就是細胞會不受控制的分裂,為抵禦癌症發生,成熟的特化細胞便不容易複製。但所有的細胞都會隨著時間耗盡,必需有新細胞來替代。有些細胞只有幾天壽命,其它的可以存在好幾年,還有一些能維持幾十年,但最後所有的細胞都會被減損殆盡。喪失功能的成熟細胞會複製自己,以維持人體自我修復的能力,用來癒合傷口,還有替代老化細胞。但這也會讓複製的工程更加困難。

成熟的生物體內,未分化細胞( undifferentiated cells)稱為幹細胞,負責代替老化或是毀壞的特化細胞。幹細胞可見於所有的自我修復組織中,但大部分的幹細胞很難在成熟的有機生物體中被察覺。幹細胞在成熟的生物體內就像是胚胎時期的細胞,因此他們可以製造出許多不同類型的特化細胞,當幹細胞不活躍地製造新細胞時,他們就開始分裂,減少DNA突變的風險。但當他們被指示要去製造獨有類型的新細胞時,他們就典型地製造出短命的中間細胞(intermediate cells),稱為暫時性增殖細胞(transient amplifying cells),接著迅速地進行細胞有絲分裂,並且產生生物體需要的特化細胞。

那我們很快的總結以上的說明,我們得知組織和器官是由細胞所組成的,從而構成生物體。細胞內的 DNA 包含負責給予製造蛋白質指令的基因,然後蛋白質能決定特化細胞的特性以及功能,接著特化細胞決定了生物體的特性,包含遺傳特徵,例如具有抵抗 荷爾蒙二氫睪固酮( hormone DHT )的特性。特化細胞並不容易自行複製,當生物體需要新的特化細胞時,幹細胞會被指示去製造 暫時性增殖細胞,然後產生所需的特化細胞。