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這篇研究看似聳動，好像人類有很強的再生能力有待開發，但新興科技媒體中心請教專家研究這個實驗之後，才明白這只是在尋找有關microRNA與組織再生能力的可能性，而人體是否真有如此潛力？專家透過解析告訴我們，這篇研究仍無法告訴我們人類是具有蠑螈再生能力的。若要引用該篇研究，媒體朋友要小心產生過度詮釋的問題。

人類有再生能力？

2019年10月10日，媒體刊登了一篇引用自CNN的報導：「美國杜克大學研究團隊在《科學進展》期刊（Science Advances）發表的論文指出，人類可能無法和蠑螈一樣擁有長出斷肢的能力，但卻能像蠑螈那樣長出受損軟骨。……具有再生能力的動物都具有一種名為microRNA的分子，可幫助調節關節組織的修復，而人體內也有microRNA，但是各個部位的軟骨修復機制強弱不一，例如microRNA在腳踝中更有活性，但在膝蓋和臀部中則較弱。」

人類不同於蠑螈具有高度的再生能力，無法斷肢再生。成人軟骨中的蛋白更新替換程度十分有限，例如關節長期累積的損害常難以復原，所以這也是人們常關注的議題。本研究的背景，需要對蛋白質、RNA與microRNA有一定的認識。microRNA有非常多種，它的功用是結合RNA，使RNA難以轉譯成為蛋白質。而前人研究，發現在蠑螈這種生物上，有三種特定數量較多的microRNA ，本研究即討論這三種microRNA，藉此來討論這三種microRNA在髖關節、膝關節、踝關節中，與軟骨細胞的復原能力之間的相關性。

新聞連結：

驚！美研究：人類具有類似蠑螈的再生能力
Humans have a ‘salamander-like’ ability to regrow cartilage, study finds

研究原文：

Ming-Feng Hsueh, Patrik Önnerfjord, Michael P. Bolognesi, Mark E. Easley and Virginia B. Kraus
Analysis of “old” proteins unmasks dynamic gradient of cartilage turnover in human limbs
https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax3203

聽聽專家怎麼說？

臺北醫學大學口腔醫學院牙周轉譯醫學研究中心主任 楊凱強

在新聞報導內「人類關節中的軟骨可以透過類似蠑螈或斑馬魚等生物再生肢體的方式來自我修復」之闡述實為過度解讀。目前的研究成果顯示microRNA能直接修復軟骨組織的證據較薄弱，利用microRNA之注射可促進受損軟骨再生仍需要進一步實驗去證實。

具高度再生能力之蠑螈在斷肢時會形成芽體（blastema）[1]，並透過逆分化或招募幹細胞去再生斷肢。目前已知特定的microRNA對芽體的生成以及後續肢體的再生為必需的。microRNA為一種不轉譯成蛋白質的RNA[2]，其主要功能為結合目標mRNA並使其無法轉譯成蛋白質，以調控蛋白質的生產，並存在於動物、植物甚至是某些病毒內。目前被辨識出參與軟骨細胞外基質[3]分解、發炎以及細胞凋亡[4]等機制之microRNA超過四十種，而與退化性關節炎相關之microRNA約有三十種。這些microRNA並不會直接修復軟骨，而是透過維持軟骨組織周轉率的平衡、調降會分解軟骨細胞外基質之蛋白質表現，或是維持細胞之存活來減緩軟骨損傷。此外，其他研究則發現，抑制特定的microRNA可以促進間葉幹細胞分化為軟骨細胞（Yang, 2011）。

研究證明了microRNA的表現與軟骨專一性蛋白質的周轉率有關聯，然而，軟骨細胞在機械外力暴露或是生長因子的提供下，其蛋白質的分泌也會被調控，因此周轉率的增加僅能說明對於軟骨組織其細胞外基質的維持可能有幫助。此外，在原始CNN health新聞內指出，透過蛋白質轉譯後修飾之脫醯胺作用[5]的程度作為評估依據，依序為踝關節最為「年輕」，其次是膝關節，而髖關節的年紀為「最老」，但在原始研究中是利用脫醯胺作用率去評估蛋白質之周轉率，並非以「關節年齡」去呈現。在臨床實務上，退化性關節炎之盛行率為膝關節高於髖關節，髖關節又高於踝關節，因此利用蛋白質脫醯胺作用評估「關節年齡」，以及其對退化性關節炎之關聯性也需要再被驗證。

臺灣大學生命科學系副教授 朱家瑩

miRNA（即上述之microRNA）是存在於所有真核生物[6]中的一群小片段RNA[2]分子，且因為組成的核苷酸序列差異，而有不同種類的miRNA，例如在人體中有上千種不同的miRNA，有些種類的miRNA可能在生物演化中很早就出現了，因此同樣的miRNA也可能存在於不同生物中，但不同種類的miRNA可能出現在不同的部位與組織當中，因此本篇研究只針對少數幾種miRNA （miR-181C, miR-21與miR-31）探討與軟骨增生的關聯性，並非特定生物的miRNA也不是所有的miRNA。

研究主要藉由測量蛋白質的脫醯胺作用程度[5]來測量關節軟骨蛋白的更新速率，比較不同部位關節間（腳踝、膝蓋、股關節）以及退化性關節炎病人與健康的軟骨之間的差別，並觀察到關節軟骨蛋白的更新速率與前述三種miRNA的含量具有關聯性。當前述三種miRNA含量較高時，軟骨蛋白的更新速率也較高。研究論文中並未注入miRNA來改變軟骨蛋白的更新速率，因此無法直接證明注入miRNA可協助軟骨修復，也缺乏詳細機制的研究，因此僅可作為發展成未來治療方向的參考。

此外，本篇新聞某片段文字容易誤導使民眾以為只有一種miRNA,且因miRNA的活性強弱造成軟骨修復機制能力不一，有過度詮釋之疑慮，建議修改如下：

「動植物體內廣泛分佈一群稱為microRNA的小片段RNA，不同種類的microRNA存在於不同的組織當中，藉由影響特定基因的作用，進而參與調控生物體內各種細胞生理現象。過去從具有再生能力的動物取得的再生組織中，發現某三種特定的miRNA含量較高，杜克大學的研究者進而發現人類的不同部位的軟骨組織更新的能力與這三種miRNA的含量多寡有關聯性，腳踝關節軟骨蛋白更新較快，這三種miRNA的含量也較多；而膝關節軟骨與臀部的股關節軟骨蛋白更新較慢，特定miRNA的含量也較少。」

杜克大學的研究提供未來治療退化性關節炎的一種可能方向，也許可以針對改變miRNA的含量來提升軟骨的更新能力，然而在本篇研究中並未實際證明此方法可行，民眾在閱讀此類科學新知時，應理解實際上本研究僅提供證據顯示軟骨中只有某些特定miRNA的含量與軟骨修復、再生潛力有關，而非所有microRNA都可以促進再生，且目前還未開發作為治療藥物的應用。

註釋：

[1] 芽體/芽細胞（blastema）是指具有分化能力前驅細胞群。而在蠑螈則是指斷肢處細胞退分化成前驅細胞，並在神經纖維的調控下形成類似胚胎發育過程中形成的肢芽，最後再重新化長出肢體。
[2] 核糖核酸（ribonucleic acid）簡稱RNA，RNA上帶有來自於DNA的編碼。RNA的功能繁多，包含訊息傳遞、遺傳編碼、調控基因表現等。蛋白質的生成即是經由RNA將DNA的訊息抄錄後攜出，再翻譯成組成蛋白質的胺基酸。
[3] 細胞外基質（extracellular matrix），細胞與細胞之間的物質，成份複雜且多樣，內含有多種蛋白質，其中又以膠原蛋白為多。
[4] 細胞凋亡（apoptosis），為有程序性的細胞死亡過程，由細胞主動進行，過程受到許多因子嚴密的調控。
[5] 蛋白質的脫醯胺作用（deamidation），是一種蛋白質生成過程中的細部變化，常見於特定胺基酸。脫醯胺作用的時間長短會受到蛋白質所處環境影響，研究中蛋白質的脫醯胺作用需要數小時，因此可做為此蛋白質生成的分子時鐘。
[6] 真核生物（eukaryota）是指具有細胞核之生物的總稱，如所有動物、植物。

參考資料：

Yang, BO. et al. MicroRNA-145 Regulates Chondrogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells by Targeting Sox9. PLoS ONE 6(7): e21679 (2011)

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