元智化材電子報
第27期 2020-09-17
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姚少凌教授榮獲科技部工程司108年度應用型產學合作計畫-「產學成果特優獎」

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恭賀姚少凌教授榮獲科技部工程司108年度應用型產學合作計畫-「產學成果特優獎」
(文章轉錄科技部工程司108年度產學計畫成果專刊)

開發適用多種來源間質幹細胞之無血清/無血漿增殖生長培養基
編號:MOST 107-2622-E-155-003-CC3
執行單位:元智大學化學工程與材料科學學系
主持人:姚少凌
參與人員:楊晴、賴宜廷、余欣樺、曾琮祐
合作企業:再生緣生物科技

(前排左起)元智大學化材系陳玫燕專員、賴宜廷博士生、亞東醫院陳芸副院長、姚少凌教授、何政恩系主任、許嘉慧技士與(後排)姚少凌教授實驗室同學合影

      胚胎幹細胞的來源在生物倫理與道德上備受質疑,而間質幹細胞屬於成體幹細胞的一種,在取得來源上較為簡單且無爭議,因此逐漸受到各國研究人員與政府單位重視。過往,間質幹細胞在研究與應用上有兩個瓶頸:一是從成體組織中能夠取得的數量稀少;二是缺乏良好的間質幹細胞長期體外無血清/無血漿增殖培養方法。因此,找尋體外(ex vivo)幹細胞培養的技術來增加間質幹細胞的數量,並保持其幹細胞的原始特性,同時能夠在無血清/無血漿的條件下,符合後續基礎研究與臨床應用上的需求,成為目前間質幹細胞研究上的重要課題。

在數量不足方面,由於常常在經過繁雜的程序後方能從捐贈者身上取得為數不多的間質幹細胞,尤其是臍帶血來源的間質幹細胞,數量更是稀少,造成許多後續的研究難以進行深入或是大規模的實驗以及重覆確效。因此,為了奠定間質幹細胞應用發展的基石,元智大學化學工程與材料科學學系姚少凌教授團隊與再生緣生物科技合作執行科技部工程司產學合作研究計畫「開發適用多種來源間質幹細胞之無血清/無血漿增殖生長培養基」,以開發建立無血清/血漿的間質幹細胞體外增殖培養基,希望使間質幹細胞從收集、分離、純化與培養都能全程在無血清/血漿的狀態下進行,進而獲得足夠數量且具功能性的間質幹細胞,同時該無血清/無血漿培養基能適用多種組織來源之間質幹細胞,以符合後續基礎研究與臨床應用的需求。

此計畫所開發的適用多種來源間質幹細胞之無血清/無血漿增殖生長培養基樣品

技術創新
本計畫的技術創新包括:細胞形態-無血清培養後的間質幹細胞的形態呈紡錘形,符合標準的MSC形態。不同組織來源之MSC在無血清培養基SF-MSC中培養後,均保有高度的增殖能力,且經過定量分析,增殖分裂的能力與傳統添加血清培養的結果相當,細胞分裂複製的增殖時間為36-38小時。

間質幹細胞體外生長動力學分析(元智大學化材系姚少凌實驗室提供)

針對細胞做表面抗原的分析,所使用的抗原是根據國際細胞治療協會 (International Society for Cellular Therapy)所公布之最低限度鑒定人類間質幹細胞的標誌性抗原,包括CD73、CD90、CD105、CD34。細胞對CD73、CD90、CD105表達呈高表達,對CD34表達呈低表達,是標準的間質幹細胞的抗原表達。不同組織來源之MSC在無血清培養基SF-MSC中培養後,均保有脂肪/硬骨/軟骨分化能力,且經過定量分析,各項分化的能力與傳統添加血清培養的結果相當。

多贏成果
姚少凌教授表示,本計畫的執行,培育了四位碩士班的學生,同時一位學生在執行計畫的過程中,激發其繼續攻讀博士班的意願,相信這些學生未來皆是相關領域的重要人才。計畫部分的成果也是其中一位學生的碩士畢業論文,目前正在投稿SCI期刊中。

賴宜廷博士生(前)以流式細胞儀測試分析樣

姚少凌教授(後)和曾琮祐同學(前)在實驗室合影
本計畫的成果榮獲科技部工程司108年度應用型產學合作計畫-「產學成果特優獎」,同時執行計畫的成果也協助主持人榮獲2019年李長榮教育基金會第九屆「學術研究傑出青年教授獎」以及之元智大學工學院「研究傑出獎」。

姚少凌教授和團隊榮獲的研究類獎項獎座、以及姚教授榮獲的教學與服務類獎項獎座本案有先期技轉金80,000元,亦衍生出新一期科技部109年度第1期產學合作研究計畫的申請。計畫完成後,姚少凌教授所領導的實驗室與再生緣公司的研發能量均向上提升,企業擁有關鍵技術與自主研發能力。再生緣公司預估在間質幹細胞之保存與應用業務,在民國113年將可達到每年3千萬元之目標。姚教授表示,計畫成果於未來將可降低臺灣臍帶血/幹細胞保存公司的成本,提升幹細胞保存與應用價值,並使產業在細胞治療領域居於世界領先的地位。

熱情、專注、實做
姚少凌教授投入「幹細胞」的研究將近20年,「因為喜歡,所以會長久鑽研。我總覺得每個研究主題都有很多細節,很多有趣的現象,都需要花時間去觀察、推敲、深入研究。」
他總是將熱情付諸實行,自己在實驗室做,也帶著學生一起做。所有同學進碩士班的第一個暑假,姚教授重新教觀念,做實驗的基礎訓練,他說:「只要你肯學,我就肯教。」

陳彥丞同學在無菌操作台進行幹細胞培養實驗
姚教授的實驗室是化工、材料、醫學和生物領域的跨域結合,在這個交集上立足鑽研,展現出獨特的價值,他特別感謝過往在求學時期清華大學指導教授朱一民博士以及食品工業發展研究所生資中心黃效民博士在學識上的教導,為日後的研究奠定良好的基礎。也非常感謝歷來所有合作的夥伴們,特別是亞東醫院陳芸副院長所帶領的小腸幹細胞團隊,「無論是互補不足或是興趣相投,每一次的合作都是學習,也是經驗的累積,都將我們的研究帶到更深的境界。」。他也強調元智大學所提供良好的研究環境,亦是研究得以順利進行的重要支援。結合以上,再加上他和合作廠商再生緣生物科技建立了充分的信賴,長期 (超過十年)的產學合作模式在這互信與互補的合作基礎下,有著共同的信念與目標,一起持續的為幹細胞在細胞治療與免疫治療的應用上努力與前進。

走出校園 創造三贏
姚教授以武俠小說的主角來比喻,「功夫都是逐漸練出來的」,他鼓勵新進教師和研究人員,不要求快,但要求每一步都踩的穩,建立實驗室的核心技術。也要多注意產業的訊息,參與相關的研討會和活動,多接觸業界,問問廠商需要什麼,看看自己是不是能協助解決,或是是否能夠組織團隊來一起解決,同時,在進度方面要能跟得上廠商的期待。

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