產業訊息
幹細胞技術淺談
2011-10-17

【譯文 /產業研發組 專案副理 張品俞】2011/10/17

 

 

幹細胞(Stem cell)指的是一群未完全分化的細胞, 它具有自我增生以及分化成特定細胞的能力。依據它的分化能力可分為單效性 (Unipotent, 分化為一種細胞)、多功能性( Pluripotent, 分化成胚胎同源細胞)和全能性 ( Totipotent,可分化成身體中任何一種細胞 ) (圖一)。特定幹細胞可分化為成熟的組織, 有些研究機構會由成熟的組織中取出幹細胞,將它應用在學術研究或是用來治療疾病, 這種幹細胞稱為成體幹細胞 (Adult Stem Cell)另外一種幹細胞為胚胎幹細胞(Embryonic sterm cell), 此幹細胞由受精卵所發育;研究胚胎幹細胞的過程中必須先殺死胚胎, 再提取幹細胞, 因此胚胎幹細胞技術經常受到法律及道德上的爭議。儘管會有法律及道德上的爭議, 站在治癒人體疾病的角度上,仍然希望利用胚胎幹細胞來治療人體疑難雜症, 甚至開發出新的藥物 (例如利用培養幹細胞做為藥物安全性測試、篩選、設計以及作用機制等)Geron Corporation已經將胚胎幹細胞應用在人體ViaCell, StemSource, Osiris Therapeutics, Neural StemAngioblast以胚胎幹細胞技術進入人體臨床試驗階段;Fate Thetapeutics, PlasticellCellular Dynamics目前正在積極投入多功能幹細胞研究

 

 

近幾十年來,人類成體幹細胞已經應用在臨床治療, 像是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造血與免疫系統因為成體幹細胞來自胎兒的臍帶血,有研究顯示,人類成體幹細胞可分化為成熟的人體組織。Cytori Therapeutics開發出一台可以從病人的脂肪組織分離人體幹細胞的機器,後來陸續發現骨髓、肝臟、骨骼肌、腦、皮膚、臍帶血皆含有成體幹細胞。利用成體幹細胞可分化成不同組織的多變性。研究人員相信, 臍帶血比胚胎幹細胞更適合運用在人體上。另一方面, 成體幹細胞比起胚胎幹細胞的優點是,它不會在生物體內形成腫瘤, 使用病人自己體內的成體幹細胞,也可以減少移植手術中免疫排斥的問題。

 

 近年來對於幹細胞的研究及了解已經有一定的基礎, 視幹細胞分化的潛力,不同時期的幹細胞可以治療不同的人體疾病透過這項新興技術, 來開發新產品, 並且希望廣泛的應用於再生醫學、藥物開發及臨床診斷, 同時也說明這項技術在未來代表著無限商機及潛力。

 

幹細胞之應用

 幹細胞的應用可分成三大類: 以特定幹細胞建立起藥物安全性、有效性及專一性測試, 不需經由昂貴的動物試驗。二、以幹細胞研究在胚胎發育過程中, 有哪些蛋白分子可調節細胞分化,或是罕見基因被打開或是關閉的關鍵點,透過幹細胞研究,或許可以知道癌症的啟動方式, 基因療法及疾病發展史也是幹細胞另一個研究方向三、已知幹細胞具有修復受損細胞並取代為新細胞的能力, 骨髓移植是細胞療法的一個例子,已知疾病為白血病;利用自己的體細胞複製出早期胚胎,再從中分離出胚胎幹細胞, 接著誘導分化所需的組織, 再植回去捐贈者的體內, 並不會對自己身體產生移植排斥。其他如:腦部的阿茲海默症 (Alzheimer’s disease)、巴金森氏症(Parkinson’s disease)

血液: 鎌狀細胞貧血症(leukemia, sickle cell-anemia)

心臟: 心肌梗塞 ( myocardial infraction)

骨組織: 軟骨缺損 (articular cartilage defect)、退化性關節炎(osteoarthritis)

肌肉: 肌肉營養不良症(muscular dystrophy)

胰臟:糖尿病 (diabetes mellitus)

肝臟: 肝炎 (hepatitis)

皮膚:燒傷(burns)

脊椎: 脊椎損傷 (spinal injury)

 

公共投資及私人機構

 幹細胞技術的未來潛藏的商機無限,大多數政府都將他們的資源投注在研發階段及臨床前準備, 例如美國總統歐巴馬解除了對用政府經費資助有關用人類胚胎幹細胞進行醫學研究的限制;美國國家衛生研究院增加對胚胎幹細胞的研究資源, 並與政府保持同步發展, 此舉皆是說明政府單位希望可以擴大幹細胞的研究, 並且可加強幹細胞應用在人體之有效性及安全性,遍及全民化

 

 

增加民眾對幹細胞治療的信賴

 

美國加州再生醫學研究所(CIRM)通過政府提案後,分配到30億美元人類胚胎幹細胞實驗經費,這是有史以來最大的國家支持的科研計劃。此外,還需要投資於教育公眾的重要性,以及任何與幹細胞研究都可能出現的機會。除了有公眾的支持,這可能也減少任何可能出現的問題,包括不適當的臨床試驗。在美國的倡議,有些地區開始支持幹細胞研究,例如紐約、紐澤西及威斯康辛州。

 

另外如建立幹細胞銀行、改善基礎設施做為臨床前準備、不同機構間的交流、提倡成體幹細胞研究、吸引外來技術作為國際化核心、鼓勵研究發表,申請專利及授權技術轉移。

Reference:

Advanced Stem Cell, Frost & Sullivan 2010

國家衛生研究院細胞庫-幹細胞之研究與應用

 

 

 

 

 

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