編者按: 97年11月9日(日)台灣醫學會與「財團法人張昭鼎紀念基金會」,於台北國際會議中心,共同舉辦的「生物科技研習營-向大自然學習-幹細胞研討會」,當日參加的學生,來自全台各地高中學生,尤其是北部高中達三千餘人,堪稱國內最大科學研習營,學生反應良好熱烈,此次刊出一些同學參與研習的一些感想與心得

 

激發我投身生技領域

中山女高 二樂 林唯真

      參加「向大自然學習-幹細胞的研究」生物科技研習營,真是個難能可貴的經驗,看到如此龐大群眾的高中生,一起聆聽、學習平日教科書上學不到的嶄新知識、學問,實在難平心中的悸動,原來… … 原來… …也有這麼多人也愛著生化、生技這領域的一切。

19世紀的科學家以為自己早已洞悉這世界的所有定則,但19世紀末侖琴X光等的發現,再次證明,尚待發現的東西還太多,更是驗證「科學中從來不存在絕對之說,它只是無限接近的藝術」,在這個知識爆炸的時代,學校裡教師教的學問,可能幾年、幾個月,幾個禮拜就被推翻,幹細胞的研究,也不停的在更新資料庫,永遠都有新的結果熱騰騰出爐,這真令人震驚卻又無比真實。

生技、生化這領域在這幾年開始有了生機,台灣,更是需要一批人帶領這產業,這門學問繼續下去,如何跟上這速度飛馳的年代?如何讓更新資料的不再是專美於前的外國研究機構? 我們需要一個大環境,提供最新最全面的資源,而不是一昧讓人才不斷向外流失,如何發展這塊潛力無窮的產業?是現今很重要也是最切身的問題,不是嗎?

一開始主講的鍾正明教授,引發我很多想像,而大多數是對於未來的憧憬。當鍾教授說起他被考古學家們請去當顧問時,我心生羨慕,恐龍,牠們一群多麼迷人的遠古爬蟲類,身上承載形成現今動物的種種可能性,曾一度稱霸地球,牠們的滅亡涵蓋無數個疑問,通往解答的路程,令人著迷不已,之所以確立生物科學的興趣,來自於對解決問題的好奇心,生化和生技,甚至是鑑識科學,同為一門學問的各項分支派,它們共同存在的實質意義不就是為了解決問題嗎? 用分析、實驗的方法層層過濾問題,找到答案,科學的進步也正是從提出問題開始,「為什麼?」 這個問句給予人類無限可能,如果真有一日能如願從事生化這項我所喜愛的工作,並且有機會繼續探究恐龍的秘辛,則此生無憾。

開辦「向大自然學習-幹細胞的研究」的研習營,除了傳承知識之外,也激發許許多多充滿熱情的新血投身這領域,引一句海生館前館長之言:「知識的本質不是創造信仰, 而是喚起更多好奇」。最後主講的郭博士,點到萬能幹細胞可能發生的問題,也提供日本學者研究出的解決方案,同時留下眾多值得探討的問題,可能在幾個月,或是幾年後被解決,也可能輪到我們這代找尋問題的鑰匙,知識的魅力,帶來思索後無價的收穫,幹細胞的各種可能,也帶來無價的珍貴資產,最終可能成為我們最重要的也是最具希望的醫療資產。

是吸收新知、增廣見聞的難得機會

臺北市立永春高中 潘昱妘

      在未到生物科技研習營之前,老師曾說過受歡迎的程度,如果慢十分鐘進去,由座位看講台的視線就像從學校的菁英樓看到菁莪樓一樣遠。果然,當天慢進場的我們只能看到如豆子般的講師在台上。第一位開頭引言的講師是本次生物研習營的主持人—何弘能教授,何教授他粗略的介紹幹細胞的分化作用及此科技的未來發展。其中「自我更新」的功能更是現在醫學界最關注的焦點,很多病患都死於等不到可換的器官,而地下買賣器官則被認為是違法、不道德的,還要擔心適應、排他性等的問題,如果能自己培養自己的細胞讓器官再生,不就是一舉兩得嗎?這個在以前是想像不到的夢想,現在的我們終於有機會找到一點蛛絲馬跡的可能性。

引言結束後,再來是鍾正明教授的由生物體態學切入幹細胞的主題。他一開始就用簡報顯示出許多動物彩圖。人類為什麼會發現到幹細胞的存在呢?鍾教授認為是學者從蠑螈、壁虎斷了又生的尾巴得到了靈感。動物會換季的毛,鱷魚一層層的再生的牙齒,鳥類羽毛的變換等…這些是體表器官的發育與演化,代表有某種細胞使它們重生、復原,所以人類找到了幹細胞。他也切入會議的主題:人類發展是「向大自然學習」。由他的演講中,我才知道幹細胞不是醫學界先發現的,是由研究動物生態的學家們開始的。他們的研究:鳥類羽幹的分子梯度,最引起我的興趣,原來梯度傾斜不同,會造成羽毛生長的型態成輻射或對稱狀。同樣的幹細胞卻能做出不同的形狀,真是奇妙的實驗。對羽毛來說,幹細胞就像它的地基,是基礎點,也是人類發現幹細胞的源頭呢!

鍾教授介紹完後,又換回何教授解說幹細胞的鑑定形式。幹細胞要有鑑定標誌、型態一定且會分化成三種模式(類胚胎體、鑲嵌體、畸胎瘤)。1981年就建立了鼠的幹細胞,人類的卻遲了7年。原因是因為研究人類胚胎幹細胞就得把那幼小的胚胎犧牲。現今全世界研究正夯的幹細胞研究,不知犧牲多少小生命。不過,能為未來那些等不到器官的病患找到一線生機,那也是值得的。

中場休息過後,來了一位很風趣的講師—李光申教授。他介紹成體幹細胞的三種形式:造血幹細胞、間葉幹細胞、神經幹細胞。間葉幹細胞和造血幹細胞是從臍帶中提煉出來,現在很多臍帶血銀行看準這個趨勢,推出許多方案讓初生的孩子留下它們的臍帶血,以防日後有什麼重大疾病時,當時的治療需要臍帶血時便能使用。

在經過一場令人振奮精神的演講後,接下來是最後一位講師—郭紘志博士。郭博士專門研究基因與細胞。最令我印象深刻的是顯微鏡下核轉移技術的動畫。管子頂端放的是人類的精細胞核,注射入去核卵中,是早期人類使用的複製方法。1998年湯普森博士用體細胞核放入去核卵中,才成功建立第一株人類胚胎幹細胞株。然而人造萬能幹細胞的出現,雖然造福人類,免除倫理道德上的問題,不過病毒可能也從萬能幹細胞進入人體造成安全性的顧慮。幹細胞研究的發展,是人類福祉但也有風險。這是幹細胞實驗還在研究階段的原因。

聽完這次的演講,給我的啟示是向大自然學習,就像「萬物靜觀皆自得」一樣是不變的道理。由大自然中發現而開啟的幹細胞實驗成功後,也能讓我們未來的生活更美好。本次研習營課程能讓我益加深入探索人類細胞的領域,剛好將生物課程有關細胞和分化功能部分做更進一步地延伸學習。課外學習不只由書本上獲得,參加研習營的活動能更有效吸收新知、增廣見聞,讓專業的學者免費說給你聽,是多難得的機會!

更堅定我朝向生物科技方面發展的決心

東山高中 章俊堂

      首先我要感謝生物科技研習營給予我有機會參加這個知識饗宴,由於參與這場科學盛宴,深刻感受到生物,不止是我現在課本中的「生物」,而是拓展到科學、歷史,甚至深入到人的生活中生物技術,也可說與人類生活息息相關的一門藝術。

演講一開始就由何弘能教授直接切入主題『甚麼是幹細胞?』就我以前所了解的幹細胞,就是一堆能變身成各種細胞的超級細胞!經過教授的引言我大略有了初步的認識:

幹細胞(stem cells)是一群尚未完全分化的細胞,同時具有分裂增殖成另一個與本身完全相同的細胞,以及分化成為多種特定功能的體細胞等兩種特性。幹細胞在生命體由胚胎發育到成熟個體的過程中,扮演最關鍵性的角色,即使發育成熟之後,相信幹細胞仍然普遍存在於生命體中,擔負著個體的各個組織及器官的細胞更新及受傷修復等重責大任。

後來再經鍾正明教授、李光申教授、郭紘志教授的講授,我更進一步地了解到幹細胞和其他專有名詞;例如:胚胎幹細胞、成體幹細胞和萬能幹細胞。

以下這些是我由網路上所找出的延伸學習和一些由演講當中所得知的訊息:

雖然過去人類就早已知道幹細胞的存在,並且了解他們許多的特性,但礙於體外培養的技術,研究與應用受到許多限制,直到1998年美國威斯康辛大學的James Thompson以及Johns Hopkins醫院的John Gearhart兩位教授,成功地將人類多功能性的胚胎幹細胞在體外培養與繁殖,開啟了全球對於幹細胞研究的熱潮。經由許多實驗的證明,這些多功能性的幹細胞,在體外確實能夠分化成為人體二百多種器官與組織的細胞,無論是學界及醫界,均肯定其未來在器官與組織的移植、新藥開發、基因療法、治療癌症等方面具有無限的發展潛力。

另一方面,人類的成體幹細胞也已經在臨床治療疾病上佔有一席之地,例如以骨髓移植治療血液及免疫系統的疾病,或是重建接受癌症化學治療病患的整個造血與免疫系統。過去一般認為,成體幹細胞不具有跨器官/組織的分化的可塑性能力,但隨著近年來對於幹細胞的研究與了解快速增加,成體幹細胞也被證實,能夠在適當的培養條件下,分化成為不同的組織與器官的細胞。

在不同的成體幹細胞中,造血幹細胞以及間葉系幹細胞已有多年研究的成果,這兩種幹細胞皆存在於骨髓、嬰兒臍帶血、以及成人週邊血液中。過去間葉系幹細胞在重建血液及免疫系統的研究中倍受重視,間葉系幹細胞的研究與臨床應用,則在近年來吸引了許多的注意力。

間葉系幹細胞最初是由Alexander Friedenstein發現,且證明其在體外分化成為硬骨骼及脂肪細胞,後續有其他的研究團隊發現,此類幹細胞更可以分化成為肝臟、軟骨、肌肉組織細胞,2002年一月由美國明尼蘇達大學研究人員發表的成果,發現MSC更可以分化成為神經系統的細胞。這些令人興奮的分化可塑性的表現,不但改變了原先對於成體幹細胞分化能力受限制的看法,更大大的提昇了間葉系幹細胞在細胞療法、組織工程、以及再生醫學的研究與應用價值,未來可用於修復或是更換受傷或是病變的器官中的細胞或組織,改善目前束手無策的重大疾病之治療,如脊髓索受傷、肝硬化、中風、老年性痴呆症、非常惡性的腫瘤如腦與腎臟腫瘤、巴金森氏症等。此外,許多的研究結果亦顯示,在目前以實際應用的造血幹細胞移植的臨床治療中,間葉系幹細胞藉著與造血幹細胞共同注射入體內,可加速重建血液系統恢復的速度。因此間葉系幹細胞的重要性,以及未來的發展潛力,可說是與日俱增。在當前全球最尖端的醫學臨床實驗中,已經有以間葉系幹細胞為基礎的研究正在進行中,各種動物實驗的結果皆令人滿意,惟需要更多、更嚴謹的臨床研究,才能使間葉系幹細胞成為一完整的新醫療方案,造福全球許多在痛苦中的病患。

人類之所以奇妙,是因為我們和其他動物不同。我們擁有智慧,能夠思考!人體之所以奇特,是因為幹細胞和其他細胞不同。他們擁有分化的能力,能夠持續自我更新。這兩句話大略可以當成我心中的想法的大綱!

「幹細胞」現在被視為物種起源,幹細胞又被分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。假如我們把胚胎幹細胞和成體幹細胞換作小孩和成人,那麼小孩和成人同時同地從五樓摔下來,兩人理所當然也受傷了。可是小孩摔的比較輕,傷口也癒合的快;反之大人摔的比較嚴重,傷口回復的慢。這就是自我更新的涵義。

胚胎幹細胞不僅能變成體細胞甚至還能變成生殖母細胞,不過從以前到現在都存在著一個極大阻撓的問題—那就是「倫理問題」。這類幹細胞的研究與發展,若有不肖人士加以不當利用,那所引起的社會問題則會不堪設想。幸好京都大學的山中伸彌教授研究出能夠由細菌載體成功植入萬能幹細胞白老鼠體內,一來因為未使用胚胎即無所謂倫理問題,二來亦無移植後產生免疫排斥之問題。

但這麼做還是會有些缺失,細胞內病毒會隨機嵌入我們的染色體中,因此有可能造成對其他重要基因之功能造成影響,而導致不可預測之風險,例如癌症等等,這使得幹細胞的研究還必須更進一步。

經過這一次的演講,讓我性向更明確,我想朝向生物科技的方面學習與發展。幹細胞是現代生物醫學最新的里程碑,將來想必會有更多的民眾受到治療,可以嘉惠大眾,是一個對普羅大眾都有利的研究方向。此外,我還希望主辦單位能多舉辦有關幹細胞實際應用的演講,才能滿足我們好奇的心及解開心中團團的迷霧。

讓人獲益良多的研習營

邱宜亭

      現在的科技用日新月異來形容一點也不為過,資訊的傳播也相當的廣泛,因此大家對「幹細胞」這個名詞應該都不陌生吧!在學校老師的推薦下,我上網報名了由台灣醫學會及財團法人張昭鼎紀念基金會所主辦的生物科技研習營。

那天的演講內容分為四個部分,一步一步地帶領著我們去了解大自然的奧秘及目前對幹細胞的研究。一開始鐘正明教授以「Alligator teeth can regenerate throughout life.」引起了大家對再生生物學的興趣,鐘教授並以鳥羽為例,說明幹細胞不同相關位置有助於決定器官的形狀,再以羽毛的演化說明所謂的演化發育生物學,鐘正明教授以淺顯易懂及我們熟悉的事物舉例使我們很快的進入了生物的世界。

緊接著的是何弘能教授以「stem cell」中的「stem」意為「stem from」而非「莖」的意思簡單明瞭的解釋了何為幹細胞。在這個部分我得到了許多關於幹細胞的新知識,如:人類胚胎幹細胞的來源及胚胎幹細胞的鑑定方法。而第三位是我非常喜歡的演講者,李光申教授以幽默、詼諧的方式詳細地向我們說明成體幹細胞,全程充滿「energy」 令人印象深刻。最後的郭紘志博士向我們分析了各種有關體細胞技術的方法及其利與弊。

演講結束後,大家非常踴躍的提問,而各個演講者也竭盡所能的傾囊相授,我覺得這次的生物科技研習營─「向大自然學習──幹細胞的研究」的內容相當豐富,也很淺顯易懂,令我獲益良多,如果下次還有相關活動的話,我一定要再去參加。

每種生物都有它的獨特性和重要性

格致中學 翁鈺傑

      在這次的研習營當中,我學到了很多關於生物幹細胞方面的知識,在我原始認知當中,我只知道幹細胞是很有用的治病材料,使用它可以治好很多我們原本無法治好的病,但在聽完博士和教授的講說之後發現自己對幹細胞的認知是多麼狹隘。

教授將幹細胞的種類和功用都深入解釋,我才發現原來幹細胞不只是可以救人生命的神奇物質,同時也是一種深奧有趣的東西。聽著教授和博士的演說,我漸漸覺得自己對於自然的奧秘有更深一層的了解,但同時也對大自然的奧秘產生了一種遙不可及的想法,因為我們現在所知道的,不過是大自然的一塊小小的部分而已,但其它的呢?還有多少我們所不知道的東西在等待著我們去發掘、去摸索。所以說,大自然是我們最大的老師,因為它會教我們很多的東西,同時它也有著我們摸索不完的知識,我們應該好好的去學習、去研究,讓我們可以從自然當中學到很多我們所不知道的事,並將我們學到的學以致用,成為我們生活所不可或缺的一部分,才是我們參與研習會最大的意義吧!

經過了這次的研習營,我不但學習到了關於幹細胞的知識,還體悟到了每種生物都有它的獨特性和重要性,我們無法抹滅它在大自然中的地位,就像是在自己周遭的所有東西一樣,每種東西的存在都是有意義的,我們應該去珍惜、保護它,讓它成為我們生活的一部分。

心得與感想(一)

台北市立景美女子高級中學 姚政徽

      在此我先由衷的感謝主辦單位:張昭鼎紀念基金會、台灣醫學院,因為您們用心良苦的將資源運用在教育上,使得對生物學有熱忱學習的人,在這次演說中受惠不盡,如飽足一場盛宴-【細胞之餐】! 讓我從研習迎中學習到許多知識,再加上平時會有閱讀科普雜誌的習慣:〈Newton、科學人、科學月刊…….等〉使我能更進一步對生物生理上的再生能力,有更多的體悟了解。這次的講座中,我歸納出一些心得:

1.人類的身體也可以再生,只是能力極為有限「例如:位在皮膚表面的表皮細胞,每數十天會從表面脫落,俗稱為:垢。倘若脫落部分未再生,皮膚就變的越來越薄,不久就沒有表皮了。」

2.所謂的幹細胞〈stem cell〉就是「能轉化成所喪失之細胞」的細胞。

3.人類的幹細胞,和全身再生的渦蟲〈扁形動物〉幹細胞,差別在它們是否全能性〈tot potent〉。

4.「受精卵」是可以變成身體內所有細胞的全能性幹細胞,只是隨著重複分裂的過程中喪失這項能力。

此次『幹細胞的研究』發表,讓我受益良多,也在高中生涯中增添了學習的資訊!

心得與感想(二)

吳奇峻

      在這次的生物研習營當中,讓我學到幹細胞的用處,以前我一直以為幹細胞的用處很少,在經過幾位教授的講解後,雖然很多東西聽不太懂,但是至少讓我了解到幹細胞功用很多,剛開始在講解的時候,我聽的一頭霧水,而且還聽到差點睡著,後來在後半段的時候漸漸的聽得比較懂了,不過因為位置座的比較後面的關係,所以不是聽的非常清楚,所以我希望下次舉辦生物研習營的時候能夠把音量放大一點,好讓後面的老師學生們聽得比較清楚,學習效果會更好.

我很感謝這次的主辦單位辛苦的講解,希望下次還可以參加有關這一類的活動。

心得與感想(三)

臺北市立永春高中 顏珮倫

      一場好的研習自然會吸引很多人去參加,儘管我只能聽的懂一點內容,但這已經是很棒的收穫了!這次的主題是幹細胞的研究,幹細胞可以分為兩大類:「成體幹細胞」和「胚胎幹細胞」,演講人分別介紹了這兩種幹細胞的特性,前者是受特定外在因子誘導,然後分化為某一種或相關類型的細胞;後者則是具有多皆能分化特性的幹細胞;然後再以「萬能幹細胞」這種在人類不斷研究實驗下,將胚胎幹細胞的『萬能分化能力』分離出來,並在不久的將來找出對倫理爭議以及免疫排斥問題解決的辦法,使未來的人類能夠安心使用這項技術,來治療疾病作結尾。雖然內容非常多,而且也有一些是用英文介紹的(都是生物學上的專用詞),不過幸好有很多圖片,可以幫助記憶理解,其中最令我印象深刻的就是:一張皮膚上長出牙齒的人的照片,這搞不好也能讓我們和鳥一樣長出翅膀在天空飛翔(另外鱷魚的牙齒能不斷再生,也令我非常羨慕)!

心得報告(四)

中崙高中 張子荀

      我於97年11月9日(日)參加「財團法人張昭鼎紀念基金會」在台北國際會議中心舉辦的「生物科技研習營-向大自然學習-幹細胞研討會」,主講者有四位,參加的對象是開放一般高中生以上有興趣者都可參加。在短短的三個小時裡,由鍾正明教授開場,主要用鳥羽的演化來證明幹細胞分化及組織。

我對於李光申教授講述「成體幹細胞」最有興趣,受精卵會分化成幹細胞,又可以分為造血(骨髓)→血球、間葉(骨髓)、神經(腦/骨髓)三種。間葉幹細胞、造血幹細胞、神經幹細胞都有各個的用處,其中間葉幹細胞又可分化成骨、脂肪、肝臟等。研究顯示以後有可能用神經幹細胞治療阿茲海默症,我覺得希望是可行的,醫療就會越來越進步。李教授並期勉我們以後有機會到陽明醫學院做更深入的研究。

目前國內研究萬能幹細胞的專家—–中研院基因體的郭泓志研究員,告訴我們製作萬能幹細胞的方法,其中病毒載體的方式有效且成功率較高,卻礙於病毒本身可能會造成生物病變,雖然現在只能運用在其他生物體上,卻也發現另一種方法會有造成惡性腫瘤的危險。不過現代的科學家們也找到替代的方法了。

今天聽了幹細胞的演講,覺得幹細胞非常的有用處,研究幹細胞是起源於一些倫理上的問題,是需要被人們繼續研究下去的。