韓國科學家突破癌症治療：首次將癌細胞「重編程」回健康狀態，無需化療與放療

韓國科學技術院（KAIST）的研究團隊在國際頂尖期刊《Advanced Science》上發表了一項震撼醫學界的研究成果。他們開發了一種名為 BENEIN（single-cell Boolean Network In ference and control）的人工智慧框架，成功將結直腸癌細胞「重新編程」為健康的腸上皮細胞。這項突破性研究不僅在體外實驗中證實有效，更在小鼠活體試驗中使腫瘤縮小超過七成，且未使用任何化療、放療或侵入性手術。

傳統治療的挑戰

長期以來，化療與放療是癌症治療的主流手段，但這些方法往往會無差別地殺死癌細胞與快速分裂的健康細胞，導致患者出現嚴重副作用，如噁心、掉髮、免疫力下降與器官損傷。即便成功消滅腫瘤，復發率依然高企。KAIST 團隊指出，現有治療模式的核心思路是「毀滅」——透過藥物或輻射強行摧毀癌細胞。然而，癌細胞本質上是來源於人體的正常細胞，只是在基因表達與細胞分化路徑上「迷失方向」。這啟發了他們思考：如果能找到影響癌細胞命運的「主開關」，是否可以把它們「引導」回正常狀態？

（圖/AI生成示意）

AI 工具 BENEIN 的創新應用

為了破解癌細胞的分化密碼，KAIST 團隊開發了 **BENEIN 框架。該工具結合單細胞 RNA 定序（scRNA-seq）數據與布爾網絡建模技術，能重建癌細胞的基因調控網絡，並從數千個基因中篩選出主導細胞命運的「master regulators」。透過對人類結直腸單細胞轉錄組資料的分析，BENEIN 鎖定了三個關鍵基因：MYB、HDAC2 和 FOXA2。團隊假設，同時沉默這三個基因，可能會打破癌細胞的惡性狀態，促使其向健康細胞轉化。

實驗室與動物實驗的成功

在實驗室中，研究人員利用基因敲低技術，同步抑制了 MYB、HDAC2、FOXA2在多種結直腸癌細胞系中的表達。結果顯示，癌細胞的增殖速度顯著下降，腫瘤幹細胞相關標誌減弱，與健康腸上皮相關的分化標誌顯著上升，癌症促進通路的活性被抑制。更驚人的是，這些細胞在形態與功能上都開始接近正常腸道細胞，顯示出「逆轉」的可能性。

為了驗證這一現象是否能在活體中重現，團隊在小鼠模型中移植了處理過的結直腸癌細胞。實驗數據顯示，與對照組相比，實驗組小鼠的腫瘤體積縮小超過 70%，腫瘤組織切片顯示，其細胞排列與結構更接近正常腸上皮，而非惡性腫瘤。這一過程完全沒有使用化療藥物或放射線，顯示出極低的毒副作用潛力。

（圖/AI生成示意）

治療理念的轉變與未來挑戰

KAIST 研究團隊在論文中強調，這項技術代表著癌症治療思維的重大轉變：不再視癌細胞為必須徹底消滅的敵人，而是將其看作可被「再教育」的迷途細胞。「我們不是要殺死它們，而是讓它們記起自己原本的身份。」該研究第一作者在接受韓國媒體訪問時如是說。

校正與核實結果

BENEIN 框架：

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  這是一項由 KAIST（韓國科學技術院）開發的計算框架，全名為「single‑cell Boolean network inference and control」，簡稱 BENEIN，運用了單細胞轉錄組資料來重建布爾基因調控網絡（Boolean GRN），並從中識別出控制細胞分化的主調控基因（master regulators）(pure.kaist.ac.kr)。

  
  

關鍵基因：MYB、HDAC2 與 FOXA2

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  BENEIN 應用於人類大腸單細胞轉錄組資料後，成功鑑定出 MYB、HDAC2、FOXA2 為誘導腸上皮細胞（enterocyte）分化的主調控因子(advanced.onlinelibrary.wiley.com)。

  
  

實驗驗證：體外與體內

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  同時敲低上述三個基因可協同誘導結直腸癌細胞向正常樣的腸上皮細胞分化，抑制惡性表型，並經體外（in vitro）與動物（in vivo）實驗加以驗證(X-MOL)。

  
  


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  在多個結直腸癌細胞系（如 HCT‑116、HT‑29、CACO‑2）中，同步敲低三基因可使細胞增殖率顯著下降（體外結果）(discoverwildscience)。

  
  


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  在小鼠實驗中，處理後的腫瘤明顯縮小（報導約為 70–80%），並展現類似正常腸上皮組織結構(discoverwildscience)。

  
  

分子標誌與通路變化

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  基因敲低後，癌細胞表達健康腸上皮的標誌（如 KRT20、VDR）上調，同時與癌細胞增殖相關的 MYC、WNT 通路活性受到抑制(discoverwildscience)。

  
  

BENEIN 的潛在應用範圍

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  此框架不僅限於腸癌逆轉，也在海馬體發育與 T 細胞活化等生物系統中展現識別主調控因子的能力，且效能優於現有工具（如 SCENIC、VIPER）(Business Today)。

  
  

哲學與臨床意涵

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  此方法代表癌症治療的概念轉變——從「毀滅癌細胞」到「引導癌細胞回歸正常」，可能減少化療／放療帶來的副作用，改善患者生活品質，並降低治療成本（目前尚屬理論推論，但廣獲報導認同）。

  
  

儘管成果令人振奮，研究人員也指出距離臨床應用仍有多重挑戰，包括如何將基因抑制分子精準送達人體腫瘤細胞而不影響健康組織、確保重編程後的細胞能長期保持正常狀態，以及其他癌症是否能用同樣方法仍需更多研究。

該研究發表後，國際腫瘤學界迅速展開討論。《Nature Reviews Cancer》專欄評論認為，這一方法「提供了一個不同於傳統治療的全新路徑，若能解決遞送與穩定性問題，將可能成為癌症治療的新支柱」。然而，一些專家也提醒，癌細胞的基因與環境互作極為複雜，單靠基因調控可能不足以完全解決問題。

這項研究的成功不僅為癌症治療帶來了新的希望，也為未來的研究指明了方向。隨著技術的進一步發展，或許有一天，我們能夠真正實現將癌細胞「引導」回健康狀態，從而徹底改變癌症治療的格局。

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