什麼是幹細胞?
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什麼是幹細胞?
複製人刮起全球一陣討論炫風,而在臨床研究中「幹細胞」所引發的倫理、道德、宗教、法律等方面的爭議也相當激烈。連布希也曾是否開放「人類胚胎的幹細胞研究」而大傷腦筋,到底什麼是幹細胞呢?幹細胞對人類有什麼影響?國內的反應和態度為何?請看我們的專題報導。
什麼是幹細胞?
  幹細胞(stem cells)是一群尚未完全分化的細胞,同時具有分裂增殖成另一個與本身完全相同的細胞,以及分化成為多種特定功能的體細胞兩種特性。幹細胞在生命體由胚胎發育到成熟個體的過程中,扮演最關鍵性的角色,即使發育成熟之後,一般相信幹細胞仍然普遍存在於生命體中,擔負著個體的各個組織及器官的細胞更新及受傷修復等重責大任。
◆幹細胞的試驗療效已被證實但應用卻面臨限制

  雖然過去人類早已知道幹細胞的存在,並且了解他們許多的特性,但礙於體外(in vitro)培養的技術,研究與應用受到許多限制,直到1998年美國威斯康辛大學的James Thompson以及Johns Hopkins醫院的John Gearhart兩位教授,成功地將人類多功能性(pluripotent)的胚胎幹細胞(embryonic stem cell)在體外培養與繁殖,開啟了全球對於幹細胞研究的熱潮。經由許多實驗的證明,這些多功能性的幹細胞,在體外確實能夠分化成為人體二百多種器官與組織的細胞,無論是學界及醫界,均肯定其未來在器官與組織的移植、新藥開發、基因療法、治療癌症等方面具有無限的發展潛力。

  另一方面,人類的成體幹細胞(adult stem cells)已經在臨床治療疾病上佔有一席之地,例如以骨髓移植治療血液及免疫系統的疾病,或是重建接受癌症化學治療病患的整個造血與免疫系統。過去一般認為,成體幹細胞不具有跨器官/組織的分化的可塑性(plasticity)能力,但隨著近年來對於幹細胞的研究與了解快速增加,成體幹細胞也被證實,能夠在適當的培養條件下,分化成為不同的組織與器官的細胞。

造血幹細胞&間葉系幹細胞已有研究成果

在不同的成體幹細胞中,造血幹細胞(hematopoietic stem cells,HSC)以及間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells,MSC)已有多年研究的成果,這兩種幹細胞皆存在於骨髓、嬰兒臍帶血、以及成人週邊血液中。過去HSC在重建血液及免疫系統的研究中倍受重視,間葉系幹細胞的研究與臨床應用,則在近年來吸引了許多的注意力。

  間葉系幹細胞最初是由Alexander Friedenstein發現,且證明其在體外分化成為硬骨骼及脂肪細胞,後續有其他的研究團隊發現,此類幹細胞更可以分化成為肝臟、軟骨、肌肉組織細胞,2002年一月由美國明尼蘇達大學(University of Minnestoa)研究人員發表的成果,發現MSC更可以分化成為神經系統的細胞。這些令人興奮的分化可塑性的表現,不但改變了原先對於成體幹細胞分化能力受限制的看法,更大大的提昇了MSC在細胞療法(cell therapy)、組織工程(tissue engineering)、以及再生醫學(regenerative medicine)的研究與應用價值,未來可用於修復或是更換受傷或是病變的器官中的細胞或組織,改善目前束手無策的重大疾病之治療,如脊髓索受傷(spinal cord injury)、肝硬化、中風(stroke)、老年性痴呆症(Alzheimer's disease)、非常惡性的腫瘤如腦與腎臟腫瘤、巴金森氏症(Parkinson's disease)等。此外,許多的研究結果亦顯示,在目前以實際應用的造血幹細胞移植的臨床治療中,MSC藉著與造血幹細胞共同注射入體內,可加速重建血液系統恢復的速度。因此MSC的重要性,以及未來的發展潛力,可說是與日俱增。

點亮人類生命未來的曙光-MSC的持續研究

  相較於大部分成體幹細胞,MSC具有極佳的自我更新(self-renewal)以及增生(proliferation)的能力,除了做為疾病的直接治療劑(therapeutic agent)之外,MSC亦被用於基因治療的研究中,可以將經過基因修飾(genetic modification)的細胞與MSC融合,在植入自體的組織中進行修復及治療的工作。MSC也具有做為蛋白質製劑(therapeutic proteins)的藥物傳輸(drug delivery)工具,藉其在體內的尋的制導(homing mechanism)特性,將易被體內免疫系統破壞的蛋白質藥物傳遞到作用位置,以增加其療效,初期的動物實驗已經證實其效果。

  在當前全球最尖端的醫學臨床實驗中,已經有以MSC為基礎的研究正在進行中,各種動物實驗的結果皆令人滿意,惟需要更多、更嚴謹的臨床研究,祈能使MSC成為一完整的新醫療方案,造福全球許多在痛苦中的病患。

 
 
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