紅毛猩猩可秀的故事：多能幹細胞如何幫極度瀕危動物留存生機？

刊出日期 2025.05.27

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從小跟人類，還有另一隻同樣由人類帶大的黑猩猩一起吃飯、睡覺的可秀，對人特別親、卻不愛跟自己的同類互動，「談戀愛」也很不容易。加上，紅毛猩猩本身就很挑對象，看對方不順眼就會避開、甚至打架。有次保育員把一隻公猩猩和可秀配對，結果對方卻整天盯著隔壁的「前妻」，完全不理可秀。 
此外，可秀因為陰道狹窄，無法順利取卵，做人工受孕。為此，2022年台北市立動物園保育研究中心和台大生物科技研究所教授宋麗英合作，利用最先進的iPSC技術，把可秀身上取出的血液細胞，變回一種未分化、具多種潛力的幹細胞，完整保留下牠的基因，未來在幫助紅毛猩猩繁衍後代上也多了一線希望。 
所幸，後來可秀找到自己的幸福，終於和另一隻紅毛猩猩──27年前現身台北東區、後來安置在動物園的阿勇「對上眼」。可秀與阿勇以自然交配的方式，在2022年6月生下女兒秀彩。 
可秀與女兒秀彩。（圖片提供／台北市立動物園）
雖然目前尚未使用可秀的iPS細胞來延續牠的基因，但台北市立動物園保育研究中心獸醫師余珍芳表示，製造iPS細胞的目的是為了預做準備、保留關鍵基因，「不是現在就要用，而是為未來需要時準備。」她強調，不能等到物種處在生存邊緣，才倉促開始保育工作。
紅毛猩猩為什麼瀕危？ 怎麼維持牠們基因多樣性？
人猿是唯一分布在亞洲地區的大型靈長類動物，包括婆羅洲人猿及蘇門答臘人猿2個種類，由於棲地破壞、盜獵等因素，牠們的野生族群數量持續下降中，被列為瀕危（Endangered）與極度瀕危（Critically Endangered）物種。牠們因為有一身紅褐色的長毛、肥大的雙頰、寬鬆的喉囊和圓滾滾的大肚子，被稱為「紅毛猩猩」。可秀就是屬於極度瀕危的「婆羅洲人猿」，牠的家鄉在馬來西亞及婆羅洲的熱帶雨林中。 
早年台灣有許多動物是由國外走私來的，1980年代台灣流行把紅毛猩猩當「寵物」，等到猩猩長大、不再「可愛」，又因為難以照顧，就被棄養。根據屏東科技大學保育類野生動物收容中心統計，在1985年～1990年間，就有大約1,000隻紅毛猩猩因此被帶進台灣。台北市立動物園也因此收容了許多棄養個體。 
為了維護生物多樣性，現在很多國家共同簽署了國際性的保育公約規範。為什麼族群多樣性重要呢？因為當一個族群數量減少到一定程度時，牠們攜帶的基因多樣性減少，抵抗環境的變動及威脅能力就會變弱，比如有傳染病來襲，如果剩下的小族群缺乏某個保護基因，一被感染可能全軍覆沒。所以，有保育團體推動亞洲區人猿族群管理計畫，台灣台北和新竹動物園之間也有共同簽署保育繁殖合作協議，讓彼此的紅毛猩猩配對，以避開近親繁殖，增加牠們的族群及其基因多樣性。


在大自然規律中，只有精子和卵子結合而成的受精卵，才能繁衍下一代。但如果族群很稀少、不容易自然繁衍時，能不能用科學方法幫忙？30年前全世界第一隻複製動物桃莉羊（Dolly）誕生，掀開了序幕，但複製動物個體出現了許多後遺症與爭議；如今，最新的科學則嘗試用幹細胞技術讓細胞「返老還童」，讓已經長大的細胞，回到過去重新獲得發育成其他細胞，甚至是精子、卵子細胞的潛力，就算不用自然交配，也有機會繁衍下一代。
從複製羊桃莉到紅毛猩猩可秀，讓我們來了解複製技術和幹細胞技術的原理與進展。
桃莉羊怎麼被製造出來：體細胞核轉置技術（SCNT）
作為第一隻成功複製的哺乳動物，複製羊桃莉所使用的技術是體細胞核轉置技術（somatic-cell nuclear transfer, SCNT），簡單來說，這項技術跳過了自然生殖中精子與卵子結合的程序，以人工的無性生殖誕生。從一個體細胞中取出細胞核（內含DNA），再將它植入一顆已去除細胞核的卵子中，經過人工刺激，這顆卵子會開始像受精卵一樣分裂發育，最後被植入另一隻母羊的子宮裡，誕生出的，就是與提供細胞核的羊幾乎一模一樣的複製個體。這就像《西遊記》裡，孫悟空拔一根毫毛，就能變出一個跟自己一樣的分身。
這樣的技術，讓桃莉羊有三個媽媽。
綿羊的平均壽命大約10到12年，但複製羊桃莉的壽命卻只有一半。
儘管如此，桃莉羊的誕生激起了全球的複製熱，各國相繼投入「複製競賽」。最一開始是牛、羊和豬這些卵子取得比較容易的家畜，接著連難度更高的動物也出現成功案例。例如貓，需要透過外力刺激才會排卵，而且在懷孕期間容易發生流產或胚胎死亡；狗的繁殖更難掌握，牠們的發情週期又長又不規律，通常半年才發情一次，而且排卵後的卵母細胞還得在輸卵管內歷經48到72小時的自然成熟。2001年誕生的複製貓CC（Copy Cat）和2005年出生的複製狗Snuppy，牠們都是見證複製技術突破的關鍵動物。
「但SCNT就像是『黑箱作業』，仍有很多未知，尤其是藏在卵子（卵母細胞）的未知因素，我們都還不知道，」曾成功複製老鼠、兔子與牛的宋麗英表示，其中最關鍵的一步在於卵母細胞重新啟動體細胞核的「再程序化」過程，成功率仍不高。再加上不同物種的生殖特性與研究熟悉度差異極大，「能成功複製一種動物，並不代表就能複製其他物種。」
進行SCNT複製動物技術時，三個要素缺一不可：第一，取自「一號媽媽」的體細胞核；第二，來自「二號媽媽」的去核卵母細胞；第三，將胚胎植入「三號代理媽媽」的子宮，也就是懷胎並生下複製動物的個體。
以複製狗為例，在技術發展初期，成功率僅約為2%；雖然近年已提升至15%～30%，但仍相對偏低。為了成功複製一隻動物，往往需要大量的卵子捐贈動物、代理懷孕的代孕母體，以及因為再程序化不完全，可能誕生畸形胎兒，這些過程都可能影響動物福祉，並帶來健康風險等問題。
這也導致桃莉羊誕生10年後，全球複製熱漸漸冷卻。
幫助紅毛猩猩可秀基因保存的新技術：誘導性多能幹細胞（iPSC）
近年，科學家們從桃莉羊的複製技術研究探索「改變細胞功能」的新方法。2006年，日本研究團隊發現，將特定關鍵轉錄因子的基因訊息導入體細胞，就能讓原本已分化的體細胞恢復為具備多種分化潛力的狀態，達成「再程序化」，這項技術就是誘導性多能幹細胞技術（iPSC技術）。「再程序化」的意思是，把細胞從已經分化完成的體細胞，倒帶還原成還沒有分化的「幹細胞」。
幹細胞和體細胞有什麼不同？
人類在胚胎發育過程中，幹細胞分化成各式各樣的細胞，再進一步構成各種複雜的組織和器官。幹細胞就是像「待命中的細胞」，還沒決定要變成哪一種細胞，具有分化的能力，常見於臍帶血、骨髓或脂肪組織中，尤其是骨髓，是全身幹細胞含量最豐富的地方，負責修補、更新、甚至協助器官發育。
至於已經分化完成的細胞，像分化成如皮膚細胞、神經細胞或口腔細胞，它們各司其職、任務分明，不會再變成其他種類的細胞，命運已經「定型」，就稱為「體細胞」。
對細胞生命「返老還童」關鍵技術做出重大貢獻的日本京都大學教授山中伸彌團隊，從小鼠的皮膚細胞（也就是體細胞）中取樣，並加入4個關鍵的轉錄因子（後依他名字命名為「山中因子」），這些因子能控制基因的開關，讓已分化成皮膚細胞的細胞「回春」，擁有多能幹細胞的能力，細胞可以重新被設定，再分化成神經、肝臟、心肌等多種細胞。山中伸彌也因這項突破發現，獲得2012年諾貝爾生理醫學獎。
不需取卵，也不用進行胚胎發育，科學家藉由iPSC技術，能「重新設定」動物的皮膚、血液等細胞，對生物醫學研究開啟了全新的可能性，在倫理上的爭議也相對較小。
宋麗英研究團隊從可秀的血液中成功製造出iPS細胞有很多潛力，萬一將來紅毛猩猩的數量變得更少，iPS細胞就能派上用場，有助於保存牠們珍貴的遺傳物質與基因多樣性，達成不同層次的保育目標。
目前，iPS細胞只能在體外分化出細胞或組織，如皮膚細胞、神經細胞或特定器官的細胞等，還沒辦法做出真正完整、功能完全的器官，也不能像體細胞複製那樣直接用來「複製一個生命」。
但iPS細胞可以幫助保存像可秀這樣與其他猩猩相比更特殊的基因，增加遺傳多樣性，防止寶貴的遺傳資源失傳，避免現存族群基因太少，繁殖出來的小孩都是親戚，很容易生病或無法適應環境；也有機會被引導分化，變成精子或卵子，協助生出下一代。此外，宋麗英強調，這類研究也可以更了解靈長類的細胞，是如何從一顆多能幹細胞慢慢發育成可以組成各種器官的細胞，對醫學和保育都有很大幫助。
她補充，iPS細胞是在體外培養的，因此必須非常了解該物種的生物機制與調控方式，才能建立合適的培養系統與環境，順利取得希望的結果。
科學家也積極研究如何將iPS細胞分化成精子或卵子，成為具有生殖能力的細胞。2023年，日本科學家在此基礎下，用公鼠的iPS細胞製造出卵子，並與另一隻公鼠的精子結合，最終成功誕生出來自「兩個爸爸」的小鼠寶寶。不需要在動物體內取卵、就可以「製造」生命。但對於像紅毛猩猩可秀這類靈長類動物來說，細胞更複雜、挑戰也更大，還需要科學家花更多時間研究與突破。
不過，iPSC技術做出精子或卵子，還是得靠一位「媽媽」幫忙代孕。這些在實驗室製造出來的配子，會先進行體外受精，變成胚胎之後，再放進「代理媽媽」肚子裡，讓牠幫忙把寶寶生出來。
保種之外，iPSC技術的醫療潛力與風險
複製動物和細胞再生技術在保育瀕危動物方面，都是保留瀕危動物遺傳特質、支援物種遺傳多樣性的方法，但複製動物通常需要尋找在演化分類上相近的其他物種，作為第二與第三個「媽媽」，也就是提供卵母細胞的捐贈者，以及負責懷孕生產的代理孕母。
相比之下，iPS細胞技術在細胞來源上，倫理爭議較少。它的意義在於讓保存基因更容易，好比那些無法取卵、或已經過世的動物，也還有機會留下牠們的基因。此外，iPSC技術不僅在動物保種，更被視為在器官再生，與疾病治療上具有重大潛力。透過「再程序化」的方式，科學家可以把病人自己的細胞變成iPS細胞，接著再分化成需要的組織或器官細胞，用來做藥物測試或再生醫療。
因為這些細胞來自病人本身，基因組成完全相同，不但能減少排斥反應，還能根據每個人獨特的基因特性，量身打造個人化療法，提升治療效果，也減少副作用。
但iPSC技術也有潛在風險，因為製造細胞過程中，科學家通常會使用病毒作為載體，強迫開啟山中因子這4個關鍵基因。但這些被打開的基因並不容易關閉，細胞可能會持續不受控地分裂，進而出現類似癌細胞的特性。尤其，其中一個山中因子c-Myc，本身就是已知的致癌基因，風險更高。
除此之外，iPS細胞在長時間的培養與分化過程中，也容易產生基因不穩定，例如染色體突變或基因複製錯誤，這些變化可能會影響細胞的分化能力，甚至降低整體品質。所以，目前世界的研究重點，是找到方法「關掉」這些基因，或是不使用病毒載體。如果成功，未來才能用iPSC技術安全地製造出各種移植細胞，幫助更多人。