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《原來臍帶除了臍帶血還有臍帶膜？》

有不少讀者都對臍帶的醫療用途有興趣，上回跟大家分享完臍帶血後，今日跟大家講講比較少人聽過的「臍帶膜」。

上回提到過去小Baby出生後，臍帶大多被當做醫療廢物，在過去的三十年臍帶血持續發展，透過幹細胞治療血液類疾病。而近年，除了臍帶血外，科學家發現了原來臍帶外層的膜（Lining）也有潛在的醫療用途。

【何謂臍帶膜（Umbilical Cord Lining Membrane）】

在講解臍帶膜前，先講解一下臍帶的歷史背景。

17世紀英國醫學家Thomas Wharton發現臍帶組織（Stroma）含有一種啫喱狀的物質，將其命名為Wharton's jelly。這層啫喱的作用為防止臍帶血管（靜脈和動脈）交叉（clumping）和提供臍帶的彈性。1991年科學家McElreavey從Wharton's jelly中分離出類似纖維母細胞的細胞（Fibroblast-like cells）[1]，而這些Fibroblast-like cells在2004年被發現是幹細胞的一種 - 間質幹細胞（Mesenchymal Stem Cells MSCs） [2]。自此臍帶不同的組織便成為科學家的研究對象。

隨著臍帶研究的發展，近年科學家發現能夠利用CellOptimaTM 技術從臍帶外層的組織（臍帶膜）裡提取更多的幹細胞 - 除了間質幹細胞（Mesenchymal Stem Cells MSCs）外，還可提取上皮幹細胞（Epthelial Stem Cells EpSCs）［3］。

那麼，這些EpSCs和MSCs幹細胞跟臍帶血的造血幹細胞（Hematopoietic Stem Cells HSCs）有什麼分別呢？

臍帶血的造血幹細胞主要作用是生成為不同的血液細胞，如之前文章提及到的紅血球、白血球和血小板，可用作治療個別血液類疾病如血癌和個別免疫系統疾病。

MSCs幹細胞則可生成為一些組成不同器官如皮膚、軟骨組織、腦部、心臟和肌肉等等的細胞。

EpSCs幹細胞則可生成為一些組成皮膚或空心（Hollow Structure）的器官如腸臟、氣管、膀胱和子宮等等的細胞。

由於MSCs跟EpSCs幹細胞有生成作不同器官的潛能，近年不少科學家紛紛收集臍帶進行研究。

研究發現MSCs幹細胞有以下潛能並正在對這些疾病進行動物實驗和臨床試驗。[4]

1. 心血管疾病如心肌梗塞和心肌無力症
2. 腦神經系統疾病如腦退化症、多發性硬化症和脊柱神經受傷等等
3. 自體免疫系統疾病如一型糖尿病、自體免疫性肝炎、潰瘍性結腸炎、紅斑狼瘡和類風濕性關節炎等等

令人鼓舞的是，根據目前的臨床試驗公怖結果，在自體免疫系統疾病和內分泌疾病方面，移植MSCs幹細胞後，病情有顯著的改善。同時有研究亦發現MSCs幹細胞有較低的免疫原性（Immunogenicity）、相當較能避開人體免疫系統的識別，減低移植排斥反應。現時不少的臨床研究制用此特性，探討將MSCs幹細胞用作異體移植（Allogeneic Transplantation）例如近親甚至免疫不相容（HLA-Mismatch）的外人等[8]， MSCs幹細胞的移植技術的研究開始了二十多年，目前的研究成果相當正面，其低免疫原性的特質在未來能夠怎樣應用在免疫不相容的病人身上實在值得我們期待。[2][5][8]

而EpSCs幹細胞方面，研究發現或許有以下潛在臨床應用 [6][7]

1. 燒傷治療和傷口癒合
2. 一型糖尿病
3. 肝臟衰竭

不過由於有關臍帶膜的研究，並不被歸納為醫療系統常用的治療，現有的應用均為實驗性質。雖然目前研究仍處床試驗階段，但隨著移植的個案越來越多，臍帶膜的幹細胞似乎有著不少的發展潛力。

跟上回提到臍帶血一樣，從收集臍帶膜到儲存臍帶膜及臨床實驗性應用都有嚴謹的要求，例如運送的時間、過程、儲存系統以及國際認證。

近年不少提供臍帶血儲存服務的生物科技公司同時有提供儲存臍帶膜的服務[2]。跟臍帶血一樣，目前並非醫療系統會資助的常見項目，故對一般家庭來可謂一筆大開支。

正在考慮儲存臍帶血或膜的孕婦宜先充分調查不同臍帶生物科技公司的背景、財政狀況、過去的移植紀錄、使用的儲存技術等等。同時，如有任何疑問務必諮詢專家或醫生意見以作informed decision。

【Reference】
[1] Isolation, Culture and Characterisation of Fibroblast-Like Cells Derived From the Wharton's Jelly Portion of Human Umbilical Cord. Stem Cell Biochemical Society Transaction. https://portlandpress.com/biochemsoctrans/article/19/1/29S/81930/Isolation-culture-and-characterisation-of

[2] The Therapeutic Potential, Challenges and Future Clinical Directions of Stem Cells From the Wharton's Jelly of the Human Umbilical Cord. Stem Cell Reviews and Reports. https://link.springer.com/article/10.1007/s12015-012-9418-z

[3] Epithelial and Mesenchymal Stem Cells From the Umbilical Cord Lining Membrane. Cell Transplant.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24636188/

[4] Umbilical Cord as Prospective Source for Mesenchymal Stem Cell-Based Therapy. Stem Cells international. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5019943/

[5]Immunogenicity and Immunomodulatory Properties of Umbilical Cord Lining Mesenchymal Stem Cells. Cell Transplant. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21054940/

[6] Short review on human umbilical cord lining epithelial cells and their potential clinical applications. Stem Cell Research & Therapy. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5634865/#CR40

[7] Longitudinal In-Vivo Volumetry Study for Porcine Liver Regeneration From CT Data. 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. https://ieeexplore.ieee.org/document/6944684

[8] The Importance of HLA Assessment in “Off-the-Shelf” Allogeneic Mesenchymal Stem Cells Based-Therapies. International Journal of Molecular Sciences. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6888380/

Photo: Internet Photo

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📌論文摘要
光老化（photoaging）是由於皮膚長期受到日光照射所引起的損害，會造成皮膚外觀發生鬆弛、皺紋。衰老的細胞引起p53和p16表達的上調，抑制視網膜母細胞瘤蛋白（retinoblastoma protein，Rb）的磷酸化，導致細胞週期停滯。而衰老的細胞亦伴隨有β-半乳糖苷酶(senescence-associated-β-galactosidase, SA-β-gal)活性增加及細胞核變大之狀態。此外，絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）與細胞增殖、分化、遷移、衰老和凋亡有關聯，p53蛋白可以與MAPK路徑（包括 ERK，JNK，p38）有相互作用。本研究旨在探討牛樟芝活性成分SY-1及ANCA-A在人類皮膚纖維母細胞(human dermal fibroblast，HDF) 抑制UVB照射所導致的過早衰老作用及其機轉。結果顯示，單純以SY-1及ANCA-A處理，在20 μM以下，對細胞沒有明顯的細胞毒性；然而在UVB照射的HDF細胞則有顯著的保護作用。UVB照射導致細胞生長停滯，但並無明顯的細胞凋亡發生。此外，我們發現化合物SY-1及ANCA-A均能夠有效地抑制UVB誘導的SA-β-gal表達增加，而且均不會導致細胞凋亡，顯示其抗老化作用。分析細胞衰老指標p16、p53與其下游p21的表現，結果發現SY-1及ANCA-A均有效地抑制這些基因的mRNA及蛋白在UVB照射細胞中的表達，且其抑制作用隨著濃度而增加。為了瞭解SY-1及ANCA-A之抗細胞老化之機轉，我們分析MAPK之活化，發現ERK、JNK及p38信息路徑均與此二種化合物之作用有關。分析細胞週期則發現SY-1及ANCA-A均會減少UVB導致之細胞週期S-G2/M停滯現象，顯示可減少細胞DNA之損傷。進一步更發現SY-1能夠增加NAD+-dependent deacetylases SIRT3及SIRT6之表達，並有效增加蛋白質降解系統HSP70、Cathepsin B、proteasome subunit beta 5之表達。這些結果均顯示，SY-1及ANCA-A的抗光老化保護作用可能的機轉，之後將深入分析這些化合物對抗細胞衰老機制的研究。總結，在HDF細胞中牛樟芝萃取物SY-1及ANCA-A具有抑制UVB誘導衰老的潛力。