身體其他器官可不可以像肝臟一樣再生？

上次介紹過肝臟的再生後，很多朋友都問，身體有沒有其他器官可以像肝臟一樣再生。

首先，小弟想澄清一個概念。嚴格些來說，肝臟不是再生，只是進行了補償性增生（Compensatory hyperplasia）。也就是說，身體不是重新長出被移除的肝臟，而只是剩餘的肝臟變大，取代了被移除的肝臟的功能。例如，如果左肝被移除，身體被不會重新長出一個左肝，只不過右肝可以生長去取代左肝原有的功能。 除了肝臟之外，身體有不少其他器官都有類似的現象，例如腎臟。病人在一邊腎臟被切除後，另一邊腎臟往往會增生變大去保償失去的腎的功能。就以下面的圖片為例，左邊是一個正常的豬腎，右邊是一個因爲另一邊腎臟被移除而進行了補償性增生的腎臟，明顯是大得多。

(From Wikipedia)

肝臟及腎臟的補償性增生是比較直觀及容易觀察的，但在微觀的層面上，很多其他的細胞都會進行補償性增生，例如胰臟負責製造胰島素的β細胞，當病人身體的血糖長期太高，β細胞會進行補償性增生，盡量去製造更多的胰島素，去令血糖維持正常。直到去β細胞增無可增，再也不能維持，病人就會出現糖尿病。

至於真實意義上的器官再生，應該是來自幹細胞（Stem cells）的。幹細胞是細胞中的嬰兒，正因為是嬰兒，所以有無限的潛能。正如人一樣，剛出生的小孩有無限的潛能，只要接受適當的教育，你可以把他訓練成科學生、老師、醫生、工程師、運動員... 但如果你想把一位已經工作多年的工程師重新訓練成為醫生，明顯是困難很多。細胞也是如此，成熟的肝細胞永遠只可以複製出肝細胞，但幹細胞卻可以分化成肝細胞、腎細胞、心臟細胞、胰臟細胞...

幹細胞又可以分為胚胎幹細胞 （Embryonic stem cells）及成體幹細胞（Adult stem cells）。

成體幹細胞比胚胎幹細胞成熟一些，所以分化能力也低一些。你可以把它們想像成已經讀過幾年書的年青人，例如一位中學讀文科的大學生，雖然他仍然有很大的潛能，但始於比較難去成為一位科學家。成體幹細胞可以分化成多種不同的細胞，但大多都是一些功能相似的細胞，例如骨髓中的血液幹細胞可以分化成紅血球、血小板、淋巴白血球、中性白血球等多種血液細胞，但理論上它始終很難分化成神經細胞、心臟細胞等非血液細胞。我們稱成體幹細胞這種性質為多能分化性（Multipotentcy）。除了骨髓造血幹細胞，其他常見的成體幹細胞包括肝臟的oval cells、肌肉的satellite cells、眼角膜的limbus cells。

至於胚胎幹細胞則是真真正正完全無限制的，理論上它可以分化出人體中所有的細胞種類，我們稱這種性質為超多能分化性（Pleuripotency）。

胚胎幹細胞是來自受精卵發展初期的囊胚（Blastocyte）中的胚細胞（Embryoblast），囊胚是受精卵發展到有32粒細胞時的組織，它之後會發展為肧胎。如果科學家用適當的技術分離出胚細胞中的細胞，再在適當的環境中培養它，理論上就可以培養出各種不同的身體組織。

除了傳統用精子和卵子結合而製成受精卵外，科學家還有一個方法去製造出受精卵，就是把卵子中的細胞核移除，再殖入其他身體細胞的細胞核，並用它來發展出囊胚，從它拿出胚胎幹細胞。這個方法的好處在於製造出的幹細胞而至從幹細胞分化出的成熟細胞都會與捐出細胞核的身體細胞有相同的基因，這就可以減少排斥的機會。

(Modified from Hochedlinger K, Jaenisch R: Nuclear transplantation, embryonic stem cells, and the potential for cell therapy. N Engl J Med 349:275–286, 2003.)

但當然，在取走胚細胞後，囊胚就會失去變成肧胎的能力，所以這方面的研究受到很多道德人士所反對。

因為這些道德的爭議，幹細胞的研究一直受到很多限制。直到一項驚天動地的研究結果出現，才扭轉了這個結果。2006年，日本京都大學山中伸彌發明一種全新的技術，可以把已經成熟的細胞重新變回幹細胞，令它再重新分化出不同種類的細胞！這種新型的幹細胞被稱為誘導性多能幹細胞（Induced pleuripotent stem cells）。 山中教授發現只要用病毒載體或其他方法，啟動4條基因，成熟的細胞就可以重新變回幹細胞。這4條基因分別是Oct4、Sox2、cMyc、Klf4，它們被統稱為山中因子。山中教授最初的研究是把老鼠的纖維母細胞（Fibroblast）重新變成幹細胞，但技術發展到現在，科學家已經做到把人類成熟細胞變成幹細胞。山中教授也因為誘導性多能幹細胞的研究而在2012年獲得諾貝爾生理及醫學獎。

理論上，幹細胞只要經過適當的培育，就可以變成任何細胞，做出任何器官及組織。現時由於技術的限制，科學家距離製造出完整的器官，如肝臟、腎臟，仍然有一段距離。但他們已經可以製造出心臟組織、皮膚組織等簡單的組織。相信假以時日，透過幹細胞技術，器官再生會不再是夢。

資料來源：

1. Kumar, V., Abbas, A. K., & Aster, J. C. (2015). Robbins and Cotran pathologic basis of disease. Philadelphia, PA: Elsevier Saunders.