扭轉細胞命運
我們全身上下由數萬億個細胞組成。該如何讓細胞活得健康、讓細胞能正常繁殖更新，是維護生命最重要的一件事。這也就是為什麼，目前對於重大疾病的研究，幾乎都關注開發細胞的免疫力，不管是透過藥物或體外培養等各種方法，目的就是要讓細胞恢復正常的運作機制，來修復或更新那些出問題的細胞與組織。
那麼，細胞為什麼會生病、突變或凋亡？我們又該如何掌控細胞的命運？
以往，研究者都只重視細胞的基因與化學反應，但根據細胞生物學近年的前沿研究，影響細胞命運的關鍵因素，竟然是「力」！沒錯，就是那股我們看到讓物體運動、形變，用來推拉、擠壓、扭轉的「力」！
哈佛大學細胞生物學家、生物啟發工程研究所所長 Donald Ingber 對此提到：「一百年前，人們看著胚胎，發現它是一個不可思議的物理過程！然後當生物化學和分子生物學興起的时候，大家就良莠不分將其他一切都抛掉，只專注於化學和基因。」
但就在過去幾年，隨著原子力顯微鏡（可掃描「力」的變化，能 3D 觀察到活體非常精確的微小移動）等設備越來越普及，生物學家們發現，機械力 （Mechanical Force) 會影響胚胎、幹細胞以及其他已分化細胞的發展，並開始研究「力」是如何塑造細胞的行為。
上部影片是哈佛教授 Donald Ingber 的短篇講說。他首先提到，過往30年，細胞生物學界都在研究基因、化學與賀爾蒙，認為這些是控制細胞行為的主要因素。但透過觀察細胞生長活動，很多生物學家開始慢慢懷疑，細胞的行為其實會受到細胞外部的「機械力」（Mechanical Force）改變，而這種機械力的影響，與基因同等重要。
這個觀點，對生物學界是一個非常大的革新，使生物界重新看待細胞的長成。Ingber 教授投入幾十年研究「機械力」對細胞行為的調控，他認為打從胚胎開始，細胞的分化複製、生長、遷徙移動或病變死亡，都會根據細胞外部的「機械力」做出反應。這種機械力大從我們舉手投足的動作，小至細胞外部的體液壓力與收縮張力，會決定細胞、組織乃至器官的發育。
Ingber 近年的研究成果，已刊登在 2013年的《細胞與發育生物學年鑒》期刊（發育生物學領域中排名第一的期刊）。2014年美國科普期刊《科學人》雜誌，也刊登了這方面的研究：「扭轉細胞命運」
「帳篷」般的細胞
為什麼細胞的生老病死，會與這種物理性的「力」息息相關？這得從細胞的構成來說。
以往人們認為，細胞不過是裝滿水的氣流而已。但如果從「力學」的角度來看，細胞更像由許多繃緊繩索拉起來的帳篷。只要帳篷某條繩索受力，整個細胞都會受到影響。而將細胞撐起來的架構，就是細胞內的結締組織：包括細胞骨架（由許多微管與微絲組成）、內質網與細胞質。可以說，細胞內90%以上的內容，都是這些結締組織。更關鍵的是，這些結締組織彼此間構成一個網絡，只要有任何壓力的變化，這整個網絡都會有所反應，牽一髮而動全身。
細胞內的結締組織：細胞內外部「力」的變化，都為透過圖中微細的纖維網絡，傳遍整個細胞。
細胞內的結締組織：細胞實體圖，可清楚看細胞內幾乎都是結締組織，細胞核被結締組織團團纏繞。
細胞新看法：細胞就如同「帳篷」一樣，被結締組織纖維撐起來，深受「力」的影響，牽一絲而動全網
「力」，傳遍細胞內外
這些結締組織的重要性在於，它們將細胞內的重要胞器纏住包圍著，如細胞的中樞「細胞核」，以及發電廠「粒線體」，都被結締組織固定住。因此，細胞內外環境的各種力量變化，都會透過這些結締組織，直接傳遞給細胞內的胞器，使它們做出反應。
這代表什麼呢？一旦細胞外部有任何風吹草動，不管是多微弱的壓力或張力變化，這些「力」就會透過結締組織傳遍整個細胞，而細胞內部正是根據這些「力」，來判斷外部局勢改變行為。
「力」在細胞內、外部的傳遞
「力」，決定細胞的功能
簡單來說，細胞是靠「觸覺」回應外在環境的。賓州大學生物物理學工程師 Denis Discher 說到：「細胞並沒有眼耳。如果你又瞎又聾，你就得靠觸覺來感知周圍。透過觸覺，細胞能弄清它們自己在哪裡，它們應該幹嘛。如果細胞沒有接受到正確的物理「力」的提示，它們就不知道該幹什麼。」這就如同盲人摸到一把柔軟的椅子，知道自己可以坐下來；或者走路遇到一堵牆，知道自己需要移動繞開。
當生物學家從細胞的「觸覺」出發，越來越了解細胞行為與外部力量環境的關聯後，他們的研究有了非常大的突破！生物學家們過去有個疑問：我們全身細胞那麼多，怎麼細胞會知道它該分化成骨頭、皮膚、肌肉還是各種器官組織？結果，生物學家們發現，正是外部的力量環境，如軟硬度或收縮張力，決定細胞該長成什麼樣，尤其是幹細胞。
透過實驗，他們觀察到把幹細胞放置於流動的液體中，幹細胞就會變成血管；放到柔軟如腦組織的凝膠中，幹細胞就會長成神經細胞；放到硬度更強如肌肉的凝膠中，幹細胞就會長成肌肉細胞；如果凝膠硬度再加強，幹細胞就會長成骨骼細胞。
於此同時，生物工程師發現，通過模仿組織在體內常受到的壓力，就能培養出更好的骨頭和軟骨！從前，實驗室為了培養人造骨頭或軟骨，會將幹細胞放入跟需求形狀一樣的培養箱內，但這種實驗並不十分成功。因為細胞經常會死亡，有時只長出嬴弱的骨頭，或者長出來的人造軟骨與真實軟骨的強度比起來相差甚遠。
但是，生物醫學工程師們發現了一種方法，能使人造的和真實的硬度相差無二！這秘訣就是：模擬體內的壓力施加於細胞！紐約哥倫比亞大學教授 Clark Hung 發現，在骨頭的生長過程中，有規律地對軟骨細胞進行擠壓，模擬走路時的壓力來刺激軟骨生長，就能培養出强度與真實軟骨相差無二的人造軟骨。
另一位教授 Gordana Vunjak-Novakovic 也採用這種方法，她模擬骨頭發育過程中內部體液流動的壓力，在幾週的時間內，就成功用幹細胞培養出ㄧ塊形狀自然、硬度完全一樣，可順利植入人體的骨頭。Vunjak-Novakovic 說：「如果你不去刺激骨细胞，它們就會無動於衷。但只要你用正確的方法刺激它們，它們就會甦醒過來，以更快的速度生長出骨頭來。」
因此，越來越多生物學家認為，外部環境「力」的變化，是影響幹細胞發育的關鍵因素。這意味著，一旦我們改變外部張力，這些張力就會傳遞到細胞內部，最終達到細胞核——那裡细胞就會下達指令，決定它的命運該何去何從。
「力」出問題，就會產生疾病
根據近年陸續發表的研究論文，「力」對細胞的影響包括：胚胎發育、控制基因轉錄（gene transcription）、細胞核再程序化（nuclear reporgramming, 將成熟體細胞重新誘導回早期幹細胞狀態）、細胞繁殖（cell proliferation）、組織成型（tissue morphogenesis）、器官發育（具體實驗有造血系統、血管、肺、心臟、腎臟、肌肉、關節、骨頭等）、疾病產生（具體實驗有心血管疾病、血管硬化、神經退化、癌腫瘤、肝硬化、肺纖維化、皰疹性皮膚病、多發性硬化症、骨質疏鬆等）。
這些研究告訴我們一件事：細胞/幹細胞會根據它感受的「力」，決定它要往好的壞的方向生長。當周邊壓力不斷累積，阻塞或妨礙體液的流動或張力的舒放時，細胞就很容易病變，輕則讓你痠痛或發炎，重則演變成腫瘤形成癌症。這種情況，與中醫講的「氣滯」、「血瘀」道理相同，屬於結締組織張力失衡或阻滯而產生的問題。
換句話說，只要你體內哪裏結締組織不通、不順、受迫或緊繃，那裡的細胞就會開始鬧彆扭，叛逆成讓你生病老化的病態細胞。而要讓細胞、組織乃至器官、神經健康的方法，就是靠「力」疏通結締組織，讓細胞擁有流通、無壓迫的生長環境。
那麼，該如何用「力」？
看到這裏，你可能會覺得，細胞這麼微觀的身體單位，我們怎麼可能靠自己去影響它？這些事情應該只能交給細胞生物學家們處理，一般普羅大眾不可能有所作為。然而，這就是我們要告訴你的重點了：每個人都可以透過簡單的方法，靠自己幫體內的細胞「按摩」！這並不是癡人說夢。
其實，我們去找中醫師針灸、找物理治療師做復健、找按摩師推拿放鬆，全都是在做同樣的事：幫細胞外的結締組織疏通壓力。這也就是為什麼，不少人在接受這些治療後，身體症狀都有所改善。
我另外發現，人體口腔有兩大重要的施力處：一處是舌頭，一處是下顎。
舌頭的重要性在於，它是身體中樞筋膜（深前線）的發端。由於這條中樞筋膜串連身體各大內臟，並且貫穿循環系統、呼吸系統、消化道系統與迷走神經，因此透過按壓舌頭，就可將「力」往下傳，甚至外擴到遠端肢體。
中樞筋膜圖：上從舌頭，一路往下延伸到腳趾的肌筋膜系統，整條連在一起。
下顎的重要性在於，它是頭頸、前胸、後背等路筋膜的集合處。由於下顎的「咬力」夠強（幾乎可算是全身施力最強的地方），再加上「咬」可以隨時隨地、長時間地操作，因此可以讓「力」的刺激持續地往全身傳遞，上至頭部下至腳趾。
針灸、推拿與按摩等方法之外，可透過戴口內輔具「施力」，其中好處在於：
第一，不用靠別人，靠自己就可以隨時隨地幫體內按摩。
第二，針灸、推拿與按摩等方法之外，從體內施力的方法。
第三，可以整晚長時間地幫你施力，尤其當晚上睡覺全身放鬆時。
無論是何種物理方法，其實就是運用結締組織全身共織在一起，「力」可以傳遍全身的原理。藉由從體內最容易施力的地方：舌頭與下顎，不乏是一個能長時間幫自己活絡結締組織，疏通體內的壓力與張力的妙方。
牙套配戴示意圖：◎ 上顎牙套按壓舌頭刺激深層筋膜 ◎ 下顎單側式咬合牙套刺激淺層筋膜
別小看這樣的施力刺激。當你日復一日、夜復一夜地持續施力，你體內力學環境就會改變。別忘了，你的細胞對「力」是很敏感的，幹細胞更是敏感！當你把體內的「力學環境」調好，你根本不用費心去干涉細胞，它們自己就會「觸」摸出一條生路，幫你把身體經營得好好的。
◎ 更多關於結締組織與身體健康的專文，請參考本部落格「結締組織」專欄連結
引用請尊重智慧財產權註明出處
引用文獻
◎ 皮克洛（Stefano Piccolo），「扭轉細胞命運」，《科學人雜誌》 （2014年11月第153期2014年11月第153期）。
—All is well，一切會好轉的—
留言列表
