不朽的生殖细胞
生物醫學系 楊淑元助理教授
生命能够一代一代的延续下去，生殖细胞是关键！
生殖细胞在胚胎早期形成，到了成体性成熟之后，提供精子和卵子，两者受精后就能生成下一代，完成物种世代交替的重要工作。就因為这个特殊又极其重要的特质，生殖细胞和体内所有其他的体细胞有根本的区别，生殖细胞能够藉着受精的过程继续生存下去，不若体细胞必定会随着个体的老化而凋亡，因此生殖细胞被视為是个不朽的细胞系。
令人惊讶的是，如此重要的生殖细胞，他们产生的方式以及负责调控的基因，在不同的物种间，却有不少差异。从演化的角度来看，越是重要的生物现象及基因，在物种间越可能保留下来。一个物种若已经发展出某种功能，只要这个功能对於生物体的生存或繁衍很重要，在演化的进程中保存的机会就高；生殖细胞的发育，却不完全合乎这样的概念。在目前已知的物种中，生殖细胞生成的方式大略分為两类：一类物种的受精卵中带有特定的物质，获得这些特定物质的细胞，就是未来的生殖细胞；另一类则是利用诱发的策略，由胚胎中某一群细胞，诱导邻近的细胞成為生殖细胞。不过即便是生成方式同属一类的物种，其中的细节也还多有不同。以线虫和果蝇这两个现代生物学最常见的两种模式生物為例：这两个物种的生殖细胞都依赖获得受精卵中的特定物质而生成，然而取得这特定物质的方式，还有特定物质為何？两个物种间有很多差异。
调控生殖细胞生成的最上游机转，在物种间虽不相同，却不代表中继的环节和基因也都不同。以另一个与繁衍息息相关的过程—性别决定机制—為例：各类物种交配繁衍的方式五花八门，掌控性别决择的最上游基因也是因物种而不同。然而各物种间，依旧有一个共同的基因能够掌控性别决定。这个基因不是最上游的调控点，而是个重要的中继环节；这样的设计，或许是要因应不同物种赖以生存的生态环境不同，交配的手段和策略不同，性别决定為了要能配合不同繁衍方式，因此演化出了不同的最上游调控基因，但是最后还是会回归统整到相同的中继基因。生殖细胞生成的方式，是否也依循类似的模式，上游调控机转各不相同，但最后会汇整到相同的中继环节，是个很值得探索的题材。
当今火红的研究领域之一，在探讨具有多重分化能力的干细胞如何生成，又如何能够被引导形成各种特殊的细胞，如肌细胞、神经元等。这个题材的重要性不难了解；如果能瞭解细胞如何由简到繁分化，就能从原始的干细胞依需要生成各种特定的细胞，甚至是组织器官。一但解开了如何形成新的具备多重分化能力的干细胞之谜，则能依不同个体的需要取得适当的干细胞。这些知识在应用上有极大的潜能，因此被科学家与医师们赋予重望，期盼这方面的研究，能够带来医疗上的重大突破。生殖细胞最重要的功能就是要能延续生命，在受精的过程中还原到分化的原点，以形成受精卵。换句话说，这个不朽的细胞系，拥有从精卵子已分化状态，回復到未分化干细胞状态的能力。此外，生殖细胞虽然不是干细胞，但相较於其他细胞，这个细胞系在特殊实验状态中，被诱导成為干细胞的潜能也明显较强。因此，生殖细胞或许较其他体细胞更近似干细胞，也可能是生殖细胞一直维持在某种能形成有多重分化能力干细胞的储备状态中。
这些生殖细胞的特质，都使得探究生殖细胞生理功能的同时，也增长了细胞如何返转回未分化状态的知识。如此重要的功能到底如何达成？各个物种虽然以不同的方式产生生殖细胞，但他们是否运用相同的中继基因与机转，达成生殖细胞生成与发育的目标？如果能找到物种间共通调控生殖细胞发育的基因，应会让我们更了解多重分化能力如何达成。我们也期望这些研究与实验，能够在未来引领医疗上的新设计，一方面改善与生殖细胞直接相关疾病的诊断与治疗，如不孕症等。此外，或能更进一步突破干细胞生成的技术和运用，佐助组织工程的发展，嘉惠更广泛的病患群。
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