Question

什么是干细胞?

胚胎干细胞呢?在胚胎发育中起什么作用?什么时期形成?有分化么?

Answer 1

干细胞(stem cells)是一群尚未完全分化的细胞，同时具有分裂增殖成另一个与本身完全相同的细胞，以及分化成为多种特定功能的体细胞两种特性。干细胞在生命体由胚胎发育到成熟个体的过程中，扮演最关键性的角色，即使发育成熟之后，一般相信干细胞仍然普遍存在于生命体中，担负着个体的各个组织及器官的细胞更新及受伤修复等重责大任。
干细胞的试验疗效已被证实但应用却面临限制
虽然过去人类早已知道干细胞的存在，并且了解他们许多的特性，但碍于体外(in vitro)培养的技术，研究与应用受到许多限制，直到1998年美国威斯康辛大学的James Thompson以及Johns Hopkins医院的John Gearhart两位教授，成功地将人类多功能性(pluripotent)的胚胎干细胞(embryonic stem cell)在体外培养与繁殖，开启了全球对于干细胞研究的热潮。经由许多实验的证明，这些多功能性的干细胞，在体外确实能够分化成为人体二百多种器官与组织的细胞，无论是学界及医界，均肯定其未来在器官与组织的移植、新药开发、基因疗法、治疗癌症等方面具有无限的发展潜力。另一方面，人类的成体干细胞(adult stem cells)已经在临床治疗疾病上占有一席之地，例如以骨髓移植治疗血液及免疫系统的疾病，或是重建接受癌症化学治疗病患的整个造血与免疫系统。过去一般认为，成体干细胞不具有跨器官/组织的分化的可塑性(plasticity)能力，但随着近年来对于干细胞的研究与了解快速增加，成体干细胞也被证实，能够在适当的培养条件下，分化成为不同的组织与器官的细胞。
造血干细胞&间叶系干细胞已有研究成果
在不同的成体干细胞中，造血干细胞(hematopoietic stem cells，HSC)以及间叶系干细胞(mesenchymal stem cells，MSC)已有多年研究的成果，这两种干细胞皆存在于骨髓、婴儿脐带血、以及成人外围血液中。过去HSC在重建血液及免疫系统的研究中倍受重视，间叶系干细胞的研究与临床应用，则在近年来吸引了许多的注意力。间叶系干细胞最初是由Alexander Friedenstein发现，且证明其在体外分化成为硬骨骼及脂肪细胞，后续有其它的研究团队发现，此类干细胞更可以分化成为肝脏、软骨、肌肉组织细胞，2002年一月由美国明尼苏达大学(University of Minnestoa)研究人员发表的成果，发现MSC更可以分化成为神经系统的细胞。这些令人兴奋的分化可塑性的表现，不但改变了原先对于成体干细胞分化能力受限制的看法，更大大的提升了MSC在细胞疗法(cell therapy)、组织工程(tissue engineering)、以及再生医学(regenerative medicine)的研究与应用价值，未来可用于修复或是更换受伤或是病变的器官中的细胞或组织，改善目前束手无策的重大疾病之治疗，如脊髓索受伤(spinal cord injury)、肝硬化、中风(stroke)、老年性痴呆症(Alzheimer's disease)、非常恶性的肿瘤如脑与肾脏肿瘤、巴金森氏症(Parkinson's disease)等。此外，许多的研究结果亦显示，在目前以实际应用的造血干细胞移植的临床治疗中，MSC借着与造血干细胞共同注射入体内，可加速重建血液系统恢复的速度。因此MSC的重要性，以及未来的发展潜力，可说是与日俱增。
点亮人类生命未来的曙光－MSC的持续研究
相较于大部分成体干细胞，MSC具有极佳的自我更新(self-renewal)以及增生(proliferation)的能力，除了做为疾病的直接治疗剂(therapeutic agent)之外，MSC亦被用于基因治疗的研究中，可以将经过基因修饰(genetic modification)的细胞与MSC融合，在植入自体的组织中进行修复及治疗的工作。MSC也具有做为蛋白质制剂(therapeutic proteins)的药物传输(drug delivery)工具，藉其在体内的寻的制导(homing mechanism)特性，将易被体内免疫系统破坏的蛋白质药物传递到作用位置，以增加其疗效，初期的动物实验已经证实其效果。在当前全球最尖端的医学临床实验中，已经有以MSC为基础的研究正在进行中，各种动物实验的结果皆令人满意，惟需要更多、更严谨的临床研究，祈能使MSC成为一完整的新医疗方案，造福全球许多在痛苦中的病患。