幹細胞是再生醫學的希望，在臨床應用已可有效改善許多疾病，為了因應老年社會的來臨，全球醫學界都把希望寄託在幹細胞治療上，由於幹細胞是生命的源頭，又具有再生與分化的功能，可讓老化與受損的人體快速達到標本兼治的效果，所以已成為本世紀最受矚目的明星產業。
1.幹細胞的定義
幹細胞是1種“奇蹟”細胞，簡直“無所不能”，是“上帝”埋在我們體內的“種子”，「幹」細胞-取自英文「stem」cell意為樹幹或起源。又稱為起源細胞、母細胞、種子細胞、全能細胞。
2.幹細胞發展
1997年2月，蘇格蘭的胚胎學家Ian Wilmut等人，以成年母羊乳腺細胞複製出小羊桃莉，為生物學無性生殖的夢想帶來興奮，幹細胞的研究在全球掀起熱潮。
2009年1月23ㄖ，美國總統歐巴馬撤銷限制胚胎幹細胞研究的行政命令，隨後美國食品和藥品管理局〈FDA〉批准了全球首宗人類胚胎幹細胞治療臨床實驗，創造人類醫學史上的新篇章。
3.幹細胞分類
在生命體由胚胎發育到成熟個體的過程中，幹細胞扮演關鍵性的角色，科學家相信，即使生物體發育成熟後，幹細胞仍然普遍存在於生命體中，負責個體中組織及器官的細胞更新及修復等工作。
幹細胞可分為三個等級：
a.全能幹細胞-受精2天，一顆受精卵可孕育出一個生命。
b.多能幹細胞-未著床的幹細胞，無法孕育出生命，但可分化成不同類別器官。
c.特定功能幹細胞-著床後或出生後，幹細胞可分為：
◎.造血幹細胞-臍帶血，可在有血液疾病時備用。
◎.間質幹細胞-肝臟幹細胞、軟骨幹細胞、肌肉幹細胞、神經幹細胞、牙髓幹細胞、毛囊幹細胞等。
4.幹細胞功能
a.自我更新-再生醫學。
b.分化潛能-可繁殖成270種以上〈多種特定〉不同系統及生理功能的體細胞，依不同基因表達的時程有序分化成身體各種不同的細胞、組織及器官。
二、幹細胞醫學的臨床應用
幹細胞與再生醫學產業是全球最具發展潛力的新型高科技生物產業之一，幹細胞治療做為一種新興的治療方法，幹細胞治療技術的研究應用為飽受疾患困擾的病人搭建起了一座通向健康的生命之橋。它是人類醫學發展史中一個新的里程碑，主要應用在回春、抗老與重症慢性病治療。
1.回春
「幹細胞回春理論」指的是透過「骨髓」自然地釋放出「幹細胞」，「幹細胞」透過血液循環來到組織器官，達到促進身體的自然再生過程。例如當一個器官因為老化而需要新細胞以維持正常功能時，它會釋出某種化合物刺激「骨髓」釋放「幹細胞」，器官同時也釋放某種化合物將「幹細胞」吸引過來。這些「幹細胞」依據化合物的濃度高低差找到目的地後，大量複製和分化成器官細胞，進而完成整個再生過程。再生醫學領域，科學家已經能夠讓成熟的皮膚組織細胞時光倒流，變成胚胎幹細胞，生命回歸初始，充滿無窮潛力。
2.抗老化
以幹細胞培養可以誘導生長發育的因子，這些因子對所有族群的細胞均能發揮作用，包括了那些將達到自然退化期的細胞，因此可以達到延長細胞壽命及刺激細胞分化的作用。適用新幹細胞的補充療法來對抗老化，有兩個前題：
a.第一是細胞的增殖技術開發，使得細胞的來源充足。
b.第二就是能夠把新細胞送到需要被更新的組織處的醫學技術的開發。
幹細胞一旦進入人體內後，由於生物學特徵，它會“有目的地”遷移到該去的病灶處，先是分泌很多種營養因子，促進或保護損傷細胞的恢復等，然後與因病、傷，退變而凋亡的細胞，親密地終生結合，之後隨著細胞數量的不斷分化、增長、替代、修復受損的細胞，同時啟動體內休眠的細胞，逐漸地恢復相應的功能，故療效多出現在治療後二至三個月，甚至在隨後的歲月中也可能有持續的、進一步的改善。
下表為北京中央研究院的幹細胞實驗，在10個月時間後，數據顯示從25-55歲以上的人，都有比同年齡年輕與延緩老化的效果。
青年25-35歲 有望比同年齡年輕3-5歲，延緩衰老3-5年。
中青年35-45歲 有望比同年齡年輕5-6歲，延緩衰老5-6年。
中老年45-55歲 有望比同年齡年輕6-8歲，延緩衰老6-8年。
老年55歲以上 有望比同年齡年輕10-15歲，延緩衰老10-15年。
3.重症慢性病治療
幹細胞的臨床應用已超過40年，幹細胞可治療的疾病範圍非常廣，包括：
運動系統-退化性關節炎、肌肉萎縮症、膝關節軟骨缺損、骨折、骨質疏鬆症。
消化系統-肝炎、肝硬化、病毒肝炎、胃潰瘍、胃下垂。
呼吸系統-肺氣腫、反覆發作性支氣管炎、孝喘。
泌尿系統-腎臟病。
生殖系統-性功能提昇、少精、弱精、遺精、卵巢功能不良、更年期障礙。
循環系統-心肌梗塞、心臟衰竭、心臟類疾病、高血壓、腦血管疾病。
內分泌系統-糖尿病、第一型糖尿病、女性更年期。
神經系統-中風、巴金森氏病、老人癡呆症、脊髓損傷、多發性硬化症、風濕、神經痛、失眠、多發性神經炎、運動神經元疾病。
血液系統-遺傳性血液疾病、白血病、重度地中海貧血、鐮刀型貧血、Fanconi氏貧血、黏多醣症、再生不良性貧血、骨髓分化不良症候群。
免疫系統-自體免疫疾病、異位性皮膚炎、紅斑性狼瘡、類風濕性關節炎、免疫不全症候群。
感覺系統-視網膜黃斑病變、白內障、結膜乾燥症。
癌症-肺癌、前列腺癌、卵巢癌、結腸癌、皮膚癌、食道癌、肝癌、胰腺癌、乳癌、神經母細胞瘤、惡性淋巴瘤、多發產骨髓瘤。
其他-抗衰老青春治療、黑眼圈、燒燙傷、傷口癒合、肌肉營養不良病、閃腰、牙周病、牙週組織再生、骨頭再生、基因治療、皮膚炎、老人斑、痔瘡、聲帶瘜肉、痛風、宿醉、疲勞、耳鳴、習慣性偏頭痛、習慣性便秘。
4.惡性腫瘤治療
癌症病患在經過高劑量放射/化學治療後，通常造血及免疫系統已受到極強之抑制及摧毀，增加造血幹細胞能使受損之造血系統及時恢復。幹細胞不僅可以利用其“歸巢”性，靶向性地集中在腫瘤病照灶的周圍，對腫瘤細胞進行直接殺傷；而且可以在分子〈基因〉水準上恢復制癌基因與抑癌基因的平衡狀態，有效地防止的腫瘤復發和轉移；同時可修復腫瘤放射療後對正常組織造成的損傷，重建造血的功能，恢復機體的免疫監視和抗腫瘤能力。
三、幹細胞的免疫機轉
通常血液中每10000到15000個有核細胞中只有1個造血幹細胞，可謂少之又少極其珍貴。若組織器官發炎，感染或有癌細胞產生，血液中的造血幹細胞就會分化成免疫細胞，如：白血球或淋巴球，也可分化成血管內皮細胞以修復血管傷害。若血管外的組織器官受傷，它也可滲透至受傷的組織器官，分化並修復受傷組織，可謂免疫系統的“變形金剛”，所以如何維持血液中造血幹細胞的濃度變成決定免疫系統修復受傷組織的關鍵。
一般如有慢性疾病如糖尿病、風濕性關節炎、癌症、肝硬化、B肝、C肝、慢性支氣管炎、牙周病、植牙病患等，皆有造血幹細胞濃度顯著降低的發現，所以可推論可能造血幹細胞耗損過度加上骨髓中造血幹細胞再生不足，無法補充到血液中造成造血幹細胞濃度不足有關。換言之造血幹細胞隨著血液流動，循環至人體的全身各處，可不斷的修復血管的內皮細胞，以修補人體自身老化和受損的細胞與組織。如果腦子受損，造血幹細胞就再生成為神經細胞束，如果心臟、腎臟、肝臟、骨骼、肌肉等各個組織器官受損時，造血幹細胞也會自動修補。
至於如何提昇造血幹細胞濃度可以考慮以下幾個方法：
1.移植手術：此方法需要透過住院程序，具有風險性，費用極高約需200至500萬不等，並不是普遍方案。
2.口服生長因子：生長因子就是啟動幹細胞活性，以促成它們自我修補及再生能力的一群「細胞生長/活化」因子，這些因子多為蛋白質，也是一些小分子生化物。目前的技術已成熟，可將生長因子透過口服可以達到造血幹細胞濃度大大提升。且費用遠低於幹細胞移植手術。可說是幹細胞醫學應用的一大突破。
轉載：「防癌會訊第31期」社團法人中華民國防癌協會
文：侯瑞城 醫師
這篇讀書報告花我好幾天的時間,與大家分享^^
尤其是APA form 之修改花我最多時間,超級瑣碎的...
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（一）、前言：
根據世界衛生組織的估計，未來十年內因心血管疾病死亡的約有二億人口，其中最主要的死因是心臟疾病與中風的發生。這三年來因心衰竭合併心肌梗塞的病人中，儘管運用血栓溶解劑或血管擴張術以使血管暢通來重新建立梗塞區域之血流，仍有25%的病人面臨致命的處境中。但是這些療法並無助於受損心肌細胞的修復，於是幹細胞移植術是近來嶄新的醫療方法，它可使心肌再生及血管新生，在未來可能是心血管臟疾病治療的主流(Partovian,& Simons, 2008)。
在心血管疾病中如心肌梗塞、心臟瓣膜疾病及續發性心衰竭，是導致罹病率及死亡率的主因。當臨床上不斷的推出發展新藥，例如抗高血脂藥物與抗高血壓藥物可有效改善心血管疾病之症狀，但是針對心肌受傷之修復或者重建心臟功能的藥物仍是十分有限(Wu,Long,Cui,& Han, 2006)。
（二）、幹細胞的分類與來源：
幹細胞（stem cells） 是一群尚未完全分化的細胞，同時具有分裂增殖成另一個與本身完全相同的細胞以及分化成為多種特定功能的體細胞兩種特性。幹細胞在生命體由胚胎發育到成熟個 體的過程中，扮演最關鍵性的角色，即使發育成熟之後，一般相信幹細胞仍然普遍存在於生命體中，擔負著個體的各個組織及器官的細胞更新及受傷修復等重責大 任。
雖然過去人類早已知道幹細胞的存在並且了解他們許多的特性，但礙於體外(in vitro)培養的技術、研究與應用受到許多限制，直到1998年美國威斯康辛大學的James Thompson以及Johns Hopkins醫院的John Gearhart兩位教授，成功地將人類多功能性(pluripotent)的胚胎幹細胞(embryonic stem cell)在體外培養與繁殖，開啟了全球對於幹細胞研究的熱潮。經由許多實驗的證明，這些多功能性的幹細胞，在體外確實能夠分化成為人體器官與組織的二百多種細胞，無論是學界及醫界均肯定其未來在器官與組織的移植、開發新藥、基因療法與治療癌症等方面具有無限的發展潛力（國際厚生健康園區，2008）。
另一方面，人類的成體幹細胞(adult stem cells)已經在臨床治療疾病上佔有一席之地，例如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整個造血與免疫系統。過去一般認為成體幹細胞不具有跨器官/組織的分化可塑性(plasticity)能力。但隨著近年來對於幹細胞的研究與了解快速增加，成體幹細胞也被證實能夠在適當的培養條件下，分化成為不同的組織與器官的細胞（國際厚生健康園區，2008）。所謂心臟幹細胞的來源包括下列三種（劉、曾，2004）：
1. 骨骼肌母細胞：
人體內骨骼肌母細胞只約佔成人3- 4%，目前技術上已經可以分離出足夠的細胞數目以提供心肌內或冠狀動脈內注射移植以提昇心臟功能。在人體治療方面，有ㄧ實驗結果顯示利用自體骨骼肌母細胞在冠狀動脈繞道手術時移植入梗塞後之結痂(post infarction scar)處，發現5個月後仍有活性與收縮力。運用骨骼肌母細胞的優點是自體移植無須使用免疫抑制劑且無腫瘤化的危險，缺點是骨骼肌與心肌具有構造上的差異，移植細胞並不能與原來的心肌細胞融合，因此並不具備應有之生理機能。
2. 胚胎幹細胞：
胚胎幹細胞在體外實驗具有良好的分化能力，可以形成三種原始的胚層，因此利用胚胎幹細胞刺激形成心肌、內皮細胞與血管平滑肌，有很好的應用價值。在豬的實驗已建立胚胎幹細胞分化形成心肌的模式步驟，另外未分化的豬胚胎幹細胞也可永久保持於培養狀態。當培養成胚體時(embryoid body)時，有相當多的表現方式可以在體外實驗時看到，包括有心室、心房、竇房結、普金奇氏纖維及似節律細胞。這些不同的心臟表現型可依不同的動作電位知道他們屬於何種細胞，但是只有5%左右的心肌是位於胚體內。因此要利用基因檢測的方式選出心肌前驅衍生細胞加以培養，這種純化的工作是分化胚胎幹細胞最重要的課題，否則甚至有可能產生畸胎瘤之慮。
在體內要修復損壞心肌需達到足夠的移植幹細胞數目，且此數目必須大於10 6 個。從編號H9.2的胚胎幹細胞培養株得到的心肌前驅衍生細胞可產生功能性及構造性的組織，然而這些早期的心臟組織和原本構造仍有生理差異，加上異體移植(allogeneic)常要免疫抑制劑，還要考慮到醫學倫理等問題，使得胚胎幹細胞移植術無法進一步發展。（見圖一）
3. 成體體幹細胞：
骨髓中含有間質幹細胞(marrow stromal stem cell)，具有很高的分化功能，衍生自體中胚層而存於各個間質組織中，可負責組織的自我修復(self-maintenance)。（見圖二）
骨髓也是內皮細胞的前驅衍生細胞，人體含有CD 34+表面標記的周邊血液及骨髓幹細胞可以落在缺血區形成新的血管。如果直接把血液生成幹細胞植入梗塞後之心臟，可形成內皮、平滑肌及心肌。純化的血液生成幹細胞具有落居(homing)至缺血區的功能，因此具有修復作用。在臨床上的應用，成體血液生成幹細胞具有很多優點，例如利用自體移植(allograft)沒有免疫排斥的反應及醫學倫理等問題，但是要注意移植細胞經長期植入後與原本構造是否仍有生理差異，所以在生物學上循環的幹細胞落居與轉化(transdifferentiation)對心臟修復仍是未知的問題。目前只知利用細胞激素可刺激原始血液生成幹細胞落居至缺血區，可以當作非侵襲性的輔助治療。（見圖三）
圖一 胚胎幹細胞的由來(李文婷，2003)
圖二 骨髓的間質幹細胞的來源與分化(李文婷，2003)
圖三 幹細胞假說的模擬圖(Zavos, 2005)
（三）、幹細胞療法於臨床的運用：
1. 心肌再生、血管新生可改善冠狀動脈血流
根據一項研究結果顯示對於特發性心絞痛及頑固性冠狀動脈疾病患者，當在其他治療措施都無效時，於心臟注入同源性骨髓細胞，可以改善其冠狀動脈血流。對 於冠狀動脈繞道手術或氣球擴張術治療無效的心臟病患者而言，這是新的選擇方式。而另有研究結果顯示接受骨髓治療的患者心臟缺血區域的血流會有明顯改善，且 嚴重的心絞痛得以舒緩。對於缺血範圍過大的患者，採用傳統治療無效時，該技術尤其具有應用價值，因為成人自體骨髓幹細胞注入術的治療，優點有安全、易行而 且費用也較為便宜（國際厚生健康園區，2008）。（見圖四）
在Kim (2007)的臨床研究中，以周邊血液幹細胞分別用冠狀動脈注入法分別注入AMI及OMI(old MI)的病人，AMI這組並輔以生長激素(G-CSF)注射，六個月後做追蹤發現AMI的病人之LVEF有顯著進步(5〜9%)，而OMI則在LVEF方面並無顯著改善。其研究結果顯示AMI病人若是接受周邊血液幹細胞療法，加上G-CSF注射3天並輔以塗藥支架使用不但是可靠且安全的，且限制了日後發生再阻塞的機率。
2. 組織工程（tissue engineering）可提供心肌組織、瓣膜與血管的替代性器官植入（見圖五）
(1)心肌組織：運用胚胎幹細胞培養，在某些特定的條件下，因其具有高度分化與自我再生的能力，可形成心肌細胞，但是在同種異體的移植情況下，可能有免疫的問題如排斥、致癌性等等。
(2)瓣膜：科學家運用現成的瓣膜骨架，運用原始血管的內皮細胞，萃取病人身上的原有內皮細胞前驅物或是幹細胞種植(seeding) 於其上。最常用的作法是取自靜脈的內皮細胞做培養，其優點是不易退化，比較不會有類似動脈硬化或者是鈣化的問題，研究也顯示這些植入物具有高度的穩定性。另外骨髓也是良好的來源之一，尤其是三
尖瓣的植入可建立良好成效，這對兒科的發展是意義重大的，尤其是對先天性心臟病的兒童有莫大幫助。
(3)血管：有一研究是運用新生兒的平滑肌細胞來培養生成小口徑的血管，其具有通透性與彈性，這或許可解決一些先天性結構異常的問題（Wu,Long,Cui,& Han, 2006）。
根據傳統的論點顯示，心肌細胞受傷之後是無法再生的，因為其屬於分化成熟的細胞，不似血球細胞般具有複製的能力(Partovian,& Simons, 2008)。骨髓幹細胞可發揮肝臟的功能，可使梗塞的心肌再生，能改善冠狀動脈血流。臍帶血含有豐富的幹細胞，目前被證實可治療的疾病包括各種的血癌、淋巴癌、貧血等。來自骨髓的細胞因具有免疫功能，會威脅並攻擊接受捐贈者；相反地，臍帶血中所含的幹細胞的免疫功能尚未發育完全，所以較不會產生免疫上的排斥作用（趙，2005）。
圖四 幹細胞注入心臟的方法(Zavos, 2005)
圖五 幹細胞的培養說明(Wu et al., 2006)
（四）、結論：
科 學的進步是日以千里，幹細胞療法目前在台灣已運用於癌症、神經醫學的領域，如骨髓移植於血癌、神經幹細胞於脊神經新生；然而在心血管疾病的治療中，仍有許 多問題必須面對，包括國內相關法令的限制、醫院的研究經費與社會倫理的議題方面，這都是有待時間來解決的，期望能早日見到實際的臨床應用以造福國內的數以 萬計的心血管疾病的病患。
三、參考資料：
李文婷（2003）．神奇寶貝幹細胞．科學發展．361，54-57。
國際厚生健康園區（2008）．同源性骨髓細胞能改善冠狀動脈血流．2008年8月16日 取自 http://www.24drs.com/consumer/ knowledge/stemcell/4-1.asp
趙效明（2005）．幹細胞研究近況．臨床醫學，55（5），326-332。
劉世奇、曾春典（2004）．以幹細胞修復急性心肌梗塞之現況．台灣
醫界，47（10），11-13。
Kim,H.S. (2007,Dec). Stem cell therapy in acute myocardial infarction. the Asian experience: differential effect of intracoronary infusion of mobilize peripheral blood stem cell by granulocyte colony-stimulating factor on left ventricular function and remodeling in patients with acute myocardial infarction versus old myocardial infarction: the magic cell-3-DES randomized controlled trial. Abstract of the 16th Asian Pacific Congress of Cardiology, Taipei , Taiwan .
Partovian,C. & Simons,M. (2008). Stem cell therapies in
cardiovascular disease A ‘realistic appraisal’ . Drug
Discovery Today: Therapeutic Strategies. 5(2),1-6.
Wu, K. ,Long,Y.L. ,Cui,B. , & Han,Z. (2006). Application of stem cells for cardiovascular grafts tissue engineering. Transplant Immunology,16(1),1-7.
Zavos, P. M. (2005). Stem cells and cellular therapy:
Potential treatment for cardiovascular diseases. International
Journal of Cardiology. 107(1),1-6.
引用：http://tw.myblog.yahoo.com/jw!McOtUg6WHwVNfGkQNtPGLAUYgA--/article?mid=1955
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