研究發現第四型膠原蛋白與人類組織之間的重要連繫
公佈於2022年07月07日

香港大學陳振勝教授(2014年裘槎優秀科研奬得主)帶領的研究團隊的最新發現,讓科學家對幹細胞的再生能力有更深入的理解,有助研究提高人類的自癒能力。

生物醫學學院的研究團隊發現,第四型膠原蛋白在調節渦蟲的幹細胞分裂或演變上,扮演著重要角色。自由生活(Free living)的渦蟲擁有強大的再生能力,它們接近三分一的軀幹是由幹細胞組織而成,當渦蟲被切成幾份後,每一個部分都會在幾星期內再生為一條完整的渦蟲。

渦蟲能保存大量幹細胞的原因仍然是個謎團,生物科學家在過去一個多世紀都為之著迷。

是次研究,港大的團隊與來自多倫多大學的研究員合作,他們亦同時為多倫多病童醫院和加拿大安大略癌症研究所工作。

幹細胞棲身於稱為幹細胞區位的微環境,而幹細胞區位由不同類型的細胞外基質蛋白(Extracellular matrix proteins, ECM)組成,並會發出不同信號管理幹細胞。第四型膠原蛋白是一種非常原始的細胞外基質蛋白,在演化過程中,獲得「高度保守(highly conserved)」並存在於大多數哺乳類動物之中。

研究團隊發現,當從渦蟲移除第四型膠原蛋白時,幹細胞便會加速分裂,同時卻失去成為其他組織類型細胞的再生能力。

這種分裂涉及到一種從神經元產生的生長因子nrg-7。Nrg-7會刺激幹細胞增殖,在移除第四型膠原蛋白後效果更強。因此,這些幹細胞只能不斷增殖卻始終無法變成其他類型的細胞,修復或維護渦蟲的組織。是次研究已於《美國國家科學院院刊》發表。

對人類而言,成人的幹細胞可幫助修復人體遭受輕度損傷的組織及器官,但在嚴重損傷的情況下卻無法自癒。陳教授表示:「我們發現了在含有細胞外基質蛋白的環境下,渦蟲可以保存幹細胞。這一步非常重要,為人類重建缺失組織帶來希望。作為骨骼生物學家,我希望有一日人類可以重新長出失去的身體部分,也許先由最小的指頭(digit)開始。」

其實一個相關目標,就是建造能儲存大量人類幹細胞的人造區位,用於受損部位並協助缺失組織再生。

陳振勝教授為香港大學李嘉誠醫學院生物化學系教授。陳教授畢業於墨爾本大學,先後獲頒授理學(榮譽)學士、科學碩士以及哲學博士。陳教授為現任鄭兆如鄭杏如基金教授(幹細胞生物學及再生醫學),以及香港大學李嘉誠醫學院助理院長(研究生課程)。

延伸閱讀:

  1. 陳振勝教授的個人專頁(裘槎基金會): https://scholars.croucher.org.hk/scholars/danny-chan 
  2. 陳教授的個人專頁(香港大學):https://www.sbms.hku.hk/staff/danny-chan
  3. 陳教授於2021年在 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 發表的學術論文(只提供英文版本): https://www.pnas.org/content/118/16/e2021251118