幹細胞英語Stem cell)是原始且未特化的細胞,它是未充分分化、具有再生各種組織器官的潛在功能。幹細胞存在所有多細胞組織裡,能經由有絲分裂分化分裂成多種的特化細胞,而且可以利用自我更新來提供更多幹細胞。對哺乳動物來說,幹細胞分為兩大類:胚胎幹細胞成體幹細胞胚胎幹細胞取自囊胚裡的內細胞團;而成體幹細胞則來自各式各樣的組織。在成體組織裡,幹細胞與先驅細胞擔任身體的修復系統,補充成體組織。在胚胎發展階段,幹細胞能分化為任何特化細胞,但仍會維持新生組織 (像是血液、皮膚或腸組織) 的正常轉移。

幹細胞的種類

  • 依功能分類
    • 全能幹細胞(Totipotent),由卵子和精子的融合產生受精卵後,受精卵分裂,而受精卵在形成胚胎過程中八細胞期之前任一細胞皆是全能幹細胞。具有發展成獨立個體的能力。也就是說能發展成一個個體的細胞就稱為全能幹細胞。

具有形成完整個體的分化潛能,如胚胎幹細胞(ES細胞),受精卵就是最高層次的胚胎幹細胞。

    • 多功能幹細胞(Pluripotent),是全能幹細胞的後裔,無法發育成一個個體,但具有可以發育成多種組織的能力的細胞。

具有分化出多種細胞組織的潛能,如造血幹細胞、神經細胞。一種或多種組織的起源細胞,它能分化出多種類型細胞,但不可能分化出足以構成完整個體的所有細胞。

    • 多潛能幹細胞(Multipotent),只能分化成特定組織或器官等特定族群的細胞(例如血細胞,包括紅血細胞、白血細胞和血小板)。
    • 專一性幹細胞(Unipotent),只能產生一種細胞類型;但是,具有自更新屬性,將其與非幹細胞區分開。

只能向一種或兩種密切相關的細胞類型分化,如上皮組織基底層的幹細胞,肌肉中的成肌細胞。

幹細胞還可以依照來源來區分,見下節。

  • 依發育過程出現先後和分布分類
    • 胚胎幹細胞(embryonic stem cell):在胚胎發育早期的囊胚中,可發育為不同的細胞,是所有細胞最初期的形態。

ES細胞是一種高度未分化細胞:

它具有發育的全能性,能分化出成體動物的所有組織和器官,包括生殖細胞;

研究和利用ES細胞是當前生物工程領域的核心問題之一;

在未來幾年,ES細胞移植和其它先進生物技術的聯合應用很可能在移植醫學領域引發革命性進步。

    • 成體幹細胞(adult stem cell):亦稱成人幹細胞,現時醫學上常用的大致包括骨髓幹細胞,臍帶血幹細胞及周邊血幹細胞。它們存在成體特定的組織中,具有由幹原細胞形成先驅細胞,分化成具特定功能細胞的能力。例如:骨髓幹細胞造血幹細胞神經幹細胞

在特定條件下,成體幹細胞或者產生新的幹細胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能細胞,從而使組織和器官保持生長和衰退的動態平衡。成年動物的許多組織和器官,比如表皮和造血系統,具有修復和再生的能力。成體幹細胞在其中起著關鍵的作用。過去認為幹細胞主要包括上皮幹細胞和造血幹細胞。最近研究表明,以往認為不能再生的神經組織仍然包含神經幹細胞,說明幹細胞普遍存在,問題是如何尋找和分離各種組織特異性幹細胞。幹細胞經常位於特定的微環境中。微環境中的間質細胞能夠產生一系列生長因子或配體,與幹細胞相互作用,控制幹細胞的更新和分化。

幹細胞的來源

獲得幹細胞的方法,可利用人工受精的體外受精過程殘留的受精卵,也可利用體細胞轉移法。體細胞轉移法是將體細胞細胞核顯微注射或電擊的方法注入去核的卵細胞中,再將之繼續培養到囊胚期。

取得成體幹細胞可透過臍帶,骨髓或周邊血液中抽取。

臍帶血幹細胞

嬰兒出生後遺留在胎盤臍帶中的血是幹細胞的重要來源。自1988年臍血幹細胞就用來治療根達綜合症,亨達綜合症,和拉綜合症, 急性淋巴細胞性白血病等許多兒童疾病。 臍血從臍帶採集;臍帶經過清理消毒後,臍血從臍靜脈取出,然後立即分析對於傳染物質和組織類型是必須的。臍血在放入液氮備用之前要經過處理,去除血漿。在使用的時候首先解凍,去除防凍劑,注入病人靜脈。這種使用其他捐贈人幹細胞的治療方法叫做異源療法;如果幹細胞來自患者本人,即為同源和當從相同個體收集時,它通常指雙胞胎。細胞的排外轉移是於異類之間進行的(發展非常不充分)和有一點研究潛力。

 

周邊血幹細胞

骨髓中存有人體內最主要造血幹細胞的來源,而周邊血幹細胞則是指藉由施打白血球生長激素〈G-CSF〉,將骨髓中的幹細胞驅動至血液中,再經由血液分離機收集取得之幹細胞。由於與骨髓幹細胞極為相近,現已逐漸取代需要全身麻醉的骨髓抽取手術。

 胚胎幹細胞

胚胎幹細胞是從胚泡(由50-100個細胞組成的早期胚胎)未分化的內部細胞團中得到的幹細胞。它們是萬能的,意味著它們可以發育成為身體內200多種細胞類型中的任何一種。胚胎幹細胞現在的研究階段仍是剛起步。許多研究仍建立在人類以外之動物模式。例如老鼠、牛或是羊等。在人類的胚胎幹細胞因為幹細胞的取得來源涉及道德倫理上的約束,在幹細胞株上的建立有所爭議。(因為幹細胞株必須取得人類胚胎,在經過培養純化等。因此許多人認為幹細胞株視同為人的一部份)

脂肪幹細胞

以往人們因塑身而抽出的脂肪,大部份都當廢棄物丟掉,現經由醫學專家研究證,脂肪中含有大量的間質幹細胞,間質幹細胞具有體外增生及多重分化的潛力,能運用於組織與器官的再生與修復。
其主要特性為:

  1. 、低侵入性取得,對人體無害。
  2. 、最多量的取得方式。
  3. 、可進行體外增生培養。
  4. 、可運用於身體組織類型廣泛,會自動移自創傷部位,進行修補。

皮膚細胞

在2007年尾,美國和日本兩組科學家同時成功把皮膚細胞轉化成一種俗稱為「iPS」的誘導多能幹細胞,並成功使這些幹細胞轉化成為身體器官的一部份。透過向皮膚細胞植入特定的基因,可誘導皮膚細胞改造,變成類似胚胎幹細胞的一種細胞。[5]

血液細胞

在2012年尾,英國劍橋大學的科學家將一名病人血液中一種能修復血管壁損傷的細胞變成了幹細胞。這種方法比用皮膚細胞製造幹細胞更實用、更有效、更安全,因為,獲取血液樣本要比獲取高質量的皮膚樣本更容易。[6]

幹細胞的用途

  • 治療遺傳性疾病和惡性腫瘤;
  • 以幹細胞為種子培育成組織和器官,用於移植醫學;
  • 抗衰老,延年益壽。

 

 20111017155600451      

 

參考維基百科

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