跳到主要內容

科技大觀園商標

分類項目
Menu

無限可能的起點——幹細胞

109/11/24 152

 幹細胞是什麼?

 

人體是由精子與卵子結合成為受精卵,再逐漸分裂發育成胚胎,分化出數百種各有不同功能的細胞,維持各種組織與器官運作。人體細胞中有群數量稀少的幹細胞,具有兩個共同特性,第一是分化能力,藉由不同刺激分化出與自身功能不同的體細胞;第二個是自我更新能力,透過細胞分裂產生與自身特性相同的幹細胞。

 

幹細胞可以分化為多種不同功能的細胞。(圖/陳宣懿繪製)幹細胞可以分化為多種不同功能的細胞。(圖/陳宣懿繪製)

 

幹細胞就像是細胞工廠,製造更多幹細胞並分化出不同功能的細胞。例如造血幹細胞專責製造各種血液細胞;胚胎幹細胞可以製造組成血液、骨骼、皮膚與大腦等器官的細胞。經常在科幻電影出現的複製人,幹細胞就是複製器官的關鍵因素。一般而言,幹細胞依照分化能力與來源作為分類依據。

 
造血幹細胞專責分化產生不同的血球細胞。(圖/pixabay)造血幹細胞專責分化產生不同的血球細胞。(圖/pixabay)

 

不同分化能力的幹細胞

 

幹細胞分化能力就像是分層管理明確的公司,越高階可以行使的權力越多、能力越強。依照分化能力由高至低,分成全能幹細胞、多能幹細胞、多潛能幹細胞、單能幹細胞。位階最高的全能幹細胞(如:受精卵)可以透過分化,製造生物體胎盤與各種細胞,也就是可以形成生命個體(如:人類)。其次是多能幹細胞,分化出生物體各式各樣的細胞,但是沒有辦法分化形成個體,例如胚胎幹細胞。第三層是多潛能幹細胞,專責分化製造幾種特定細胞,例如造血幹細胞分化產生各種血球細胞。位階最低的單能幹細胞,僅能分化形成單種細胞,例如淋巴幹細胞。

 

不同分化能力的幹細胞(註1),由能力高至能力低排列。(圖/陳宣懿製作)不同分化能力的幹細胞(註1),由能力高至能力低排列。(圖/陳宣懿製作)

 

不同來源的幹細胞

 

幹細胞依來源分類,分為胚胎幹細胞、成體幹細胞、誘導性多能幹細胞及核轉移幹細胞。前兩者自然存在於生物體內,後兩者是生物學家利用人工技術製造而成。胚胎幹細胞是精卵結合後形成受精卵,受精卵為全能幹細胞。受精卵經過數次分裂成為囊胚期胚胎,部分細胞逐漸發展為胚胎幹細胞;分化能力屬於多能幹細胞,透過分裂與分化漸漸發育形成生命個體。

 

成體幹細胞則是個體發育後,分布在身體組織或器官中的幹細胞,屬於多潛能幹細胞,在器官受傷時,透過自我更新及分化能力迅速修復受損部位。例如間質幹細胞就是成體幹細胞的一種,分布在組織或器官裡面,像是骨髓、脂肪和牙齒等。

 

誘導性多能幹細胞顧名思義是透過誘導而產生的幹細胞,將已完成分化的體細胞還原回到分化前的幹細胞,具有幹細胞分化的能力。這種把體細胞還原為幹細胞的技術是日本京都大學教授山中伸彌於2006年發現,並因此獲得2012年諾貝爾生理醫學獎。

 

核轉移幹細胞是將體細胞的細胞核植入已去核的卵母細胞,經過培養產生的胚胎幹細胞。

 

細胞治療的救星——幹細胞

 

前面提及的造血幹細胞,就是來自我們常聽到骨髓移植的骨髓!骨髓移植是相當先進的醫學科技,用於治療以往被認為不可能治癒的疾病,例如急慢性白血病和血癌。此外,間質幹細胞對於抗衰老及發炎,也逐漸落實應用到臨床醫學,治療帕金森氏症、阿茲海默症、脊椎創傷及肝硬化等疾病。衛生福利部於2019年10月修正《特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法》,更進一步放寬幹細胞治療適用範圍,讓更多患者受惠。

 

但醫學界對不同幹細胞作用機制還是無法完全掌握,致使臨床應用仍有諸多限制。例如幹細胞注入體內如何修補組織的機制。此外,從人體分離出的幹細胞數量有限,如何利用體外培養擴增幹細胞數量,仍是有待突破的瓶頸。距離幹細胞治療要普遍應用,還有一段路要走。

 

註1:幹細胞分化

受精卵發育成為特定組織或器官細胞的過程,胚胎幹細胞經歷「分化」而逐漸喪失發展成其他類型細胞的可能性。發育成熟的生物體內,幹細胞數量稀少,僅若干組織還存有幹細胞,保留分化成為其他類型細胞的能力。

創用 CC 授權條款 姓名標示─非商業性─禁止改作

本著作係採用 創用 CC 姓名標示─非商業性─禁止改作 3.0 台灣 授權條款 授權.

本授權條款允許使用者重製、散布、傳輸著作,但不得為商業目的之使用,亦不得修改該著作。 使用時必須按照著作人指定的方式表彰其姓名。
閱讀授權標章授權條款法律文字

OPEN
回頂部