[分享]老幹新知-認識源源不絕的幹細胞

[分享]老幹新知-認識源源不絕的幹細胞

ζ火影ζ 於 星期日 九月 14, 2003 10:26 pm


人類生命科學最近幾年的發展,的確讓世人眼睛一亮,同時也引發倫理道德與科技之間劇烈的論戰。從1997年桃麗羊複製成功、2000年人類基因圖譜定序初稿問世到今年八月美國總統布希對於幹細胞的研究與其應用限制明確表態,無一不是重要跨越性的里程碑。提到幹細胞,或許有人前所未聞,不然就是一知半解,究竟什麼是做細胞呢?



何謂幹細胞-全能性與多能性幹細胞的分野



幹細胞(Stem cell)乃指具有無限制分裂能力,同時亦可分化成特定組織細胞,在細胞生物發育階段屬於較原始時期期階段之細胞稱之。依幹細胞可分化之能力限制,又可分為全能性幹細胞(totipotent stem cell)和多能性幹細胞(pluripotent stem cells)。



全能性幹細胞一字乃指具有完全能力的,每一個細胞均可發育成一個完整的生物個體。在生物發育學裡,當精子和卵子結合成為受精卵後,一個受精卵分裂成為二個完全相同的細胞,二個細胞分裂成為四個細胞、八個細胞,在此時期八個細胞中任何一個細胞單獨放入成熟女性子宮中均可發育成為單獨且完整之個體,此種細胞即稱為全能性幹細胞。事實上,所謂同卵雙胞胎、三胞胎、四胞胎 ,即為受精卵分裂成二個或四個全能性幹細胞後,每個細胞單獨分開發育。全能性幹細胞時期大約僅維持四天,即進入下一階段之發育,形成特殊分化細胞,稱為原始胚期(blastocyte)。至於多能性幹細胞一詞,乃指具有非完全能力的,受部份限制。多能性並不能像全能性一樣,可發育成為完整之生物個體,因為有部分之缺失。



深具無限商機的幹細胞研究,並非倏然有成的萬丈高樓,而是經年累月的努力積累。先前已有老鼠胚胎做細胞的分離培養和特殊基因植入、剔除等豐碩的成果,並且成為許多研究之必備工具,然而直到1998年人類胚胎做細胞培養成功被真正發表後,才引起科學界和社會上普遍的認知和注意。



人類幹細胞研究源起



1998年11月,美國約翰霍普金斯大學的John Gearhart實驗室和威斯康辛大學James Thomson實驗室分別於美國科學院期刊(PNAS)和科學期刊(Science)同時發表人類胚胎做細胞的體外培養成功。Dr.John Gearhart由早期流產胚胎的組織中,分離篩選得到原始生殖細胞(Primordial germ cells,PGC),於特定培養基成份下,可不斷分裂,亦可接受不同刺激而發展成不同組織的類胚胎體(embryoid bodies),此種具有幹細胞特性的原始生殖細胞,特別稱為人類生殖幹細胞(human embryonic germ cell s, hEG),除可維持未分化狀態而大量增殖培養外,所形成的類胚胎體可進一步形成許多種不同的組織細胞,如神經細胞、血管內皮細胞、肌肉細胞和內胚層相關細胞等。



James Thomson則由不孕症治療時製備之受精卵,手術剩餘的胚胎細胞,原應將之銷毀,經當事人同意後捐給研究人員進行實驗研究後取得。James Thomson等人將已分裂成約一百四十個細胞的原始囊胚體(blastocyst)內,稱為內細胞團(inner cell mass)的細胞加以分離培養,成功的得到五個細胞株,可持續培養、分裂。此五個細胞株除具有正常的染色體(normal chromosome karyotype)、高表現的端粒脢活性,和胚胎做細胞表面標誌(cell surface markers)外,亦可進行分化,形成滋養層細胞和三個胚層的組織(embryonic germ layer,即外胚層、中胚層和內胚層,故具有原始胚胎做細胞之特性 ,特別稱為人類胚胎做細胞(human embryonic stem cells, hES)。



幹細胞的應用領域



幹細胞之應用,可分成三大類:一、產生特定細胞或組織,作為細胞再生或組織移植和部分更新;二、對藥物開發和研究產生新的理念,藥物的安全性和有效性可以特定做細胞進行分析和篩選;三、基因表現、人類發育、疾病發生、癌症研究等,



以產生產生特定細胞或組織應用領域為例,人類胚胎做細胞可分化成為神經膠母細胞(glioblast)和神經母細胞(neuroblasts),神經膠母細胞則可產生神經膠細胞(glia cells),神經母細胞產生神經元和其他細胞。多能性幹細胞在早期胚胎發育上極為重要,不管是小孩和成人身上仍然可以發現它們的存在。例如血液做細胞在每一個小孩和成人之骨髓中大量存在,即使周邊循環之血液中仍可被檢測出有血液做細胞,但是其含量非常稀少。目前外科手術使用之骨髓移植,主要就是將HLA-typing相同(避免發生免疫排斥)之骨髓細胞,從健康人身上移植至病患身上,恢復病患之造血和免疫功能。



血液做細胞除可不斷分裂成為相同之血液做細胞外,亦可接受不同刺激分化成為骨髓細胞和淋巴細胞;骨髓細胞則可進一步分化成為紅血球、血小板、嗜中性球、嗜酸性球、嗜鹼性球和巨噬細胞等;而淋巴細胞則可分化成為B淋巴球和T淋巴球以及自然殺手細胞等。簡言之,所有血液細胞均由血液做細胞進一步分化而來。



幹細胞應用的限制



目前威斯康辛大學特別在獲得靈長類和人類胚胎做細胞的美國專利後,成立Wicell公司(http://www.wicell.com),由Dr. Thomson擔任執行總裁(CEO),對外提供印度恆河猴和人類胚胎做細胞,研究人員必須簽署一份Mateterial Transfer&License Agreement(MTLA),保證不進行:一、將做細胞與完整的人類或非人類的胚胎混合;二、將做細胞或幹細胞產物植入子宮內;三、嘗試利用人類胚胎做細胞製造完整胚胎。簽署後即可以五千美元取得人類胚胎做細胞及其授權研究使用,二千五百美元取得印度恆河猴胚胎做細胞及其授權研究使用,商業公司則須負擔較高之價格。



人類胚胎做細胞和組織幹細胞培養成功,將來其來源必有一番革命性的改變,十年內傳統偏重腫瘤之細胞庫功能和需求將完全喪失,國內細胞庫必須適時投入並注意此領域之研究,收集和迎頭趕上世界生物科技角力的競賽。國內也必須注意此領域之發展,適時跟上最新資訊和技術,尋找可切入之利基投入研究行列,方可免於被淘汰之命運。

ζ火影ζ
訪客
 

小列 於 星期四 九月 18, 2003 8:47 pm


原來如此...............














"幹細胞"......耳熟中

小列

 
文章: 585
註冊時間: 2003-07-24
來自: ~童話~

小豬頭 於 星期四 九月 18, 2003 8:48 pm


真是有趣我喜歡科學

小豬頭
訪客
 






自然科學