干细胞

　　干细胞（汉语拼音：Ganxibao；英语：Stem Cell），一类具有不断自我更新，有分化潜能的细胞。在早期胚胎发育的桑椹胚，在8个卵裂球以下，人为地将其分离开，种植在子宫内，均可发育为一个具有全部组织的胚胎。此种细胞核具有全部完整的基因组，可指导胚胎正常发育为一个整体。此种细胞及其细胞核具有全能性。而植物与动物细胞不同，一个生殖细胞或一个体细胞均可发育成一个成体。胚胎发育到囊胚时呈球形，周围为一单层细胞包围，内充有囊胚液。囊胚内在一极生出一团细胞，称为内细胞团(ICM)。ICM可分化为胚胎的内胚层、中胚层和外胚层，然后分化成机体近200种细胞，如血液、肌肉、皮肤、神经等，它们具有多能性，称之为多能干细胞。

　　干细胞存在所有多细胞组织里，能经由有丝分裂与分化来分裂成多种的特化细胞，而且可以利用自我更新来提供更多干细胞。对哺乳动物来说，干细胞分为两大类：胚胎干细胞与成体干细胞，胚胎干细胞取自囊胚里的内细胞团；而成体干细胞则来自各式各样的组织。在成体组织里，干细胞与先驱细胞担任身体的修复系统，补充成体组织。在胚胎发展阶段，干细胞能分化为任何特化细胞，但仍会维持新生组织 (像是血液、皮肤或肠组织) 的正常转移。

　　如今，干细胞能以人工的方式生长或转变成数种特化细胞，经由细胞培养能形成各种特定组织 (像是肌肉或神经) 的组成细胞。可塑性高的成体干细胞已常态地运用在医疗上。干细胞的来源有很多，包括脐带血与骨髓。利用胚胎细胞株与由自身取得的胚胎干细胞成长为具治疗性的复制体，也可望跻身未来的医疗方式之列。医学研究者认为干细胞研究（也称为再生医学）有潜力通过用于修复特定的组织或生长器官，改变人类疾病的应对方法。但是美国政府的国家卫生研究院报告指出，“重要的技术障碍仍然存在，通过多年的集中研究才能克服。”

研究历史

　　干细胞的研究，被认为开始于1960年代，在加拿大科学家恩尼斯特·莫科洛克和詹姆士·堤尔的研究之后。

　　1998年美国有两个小组分别培养出了人类的多功能干细胞(pluripotent stem cells)：

　　James A. Thomson在威斯康星大学领导的研究小组从人类胚胎组织中培养出了干细胞株。他们使用的方法是：人卵体外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取 inner cell mass细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面 marker 和酶活性，证实他们就是全能干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15－20干细胞用于培养。

　　John D. Gearhart在约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)领导的另一个研究小组也从人类胚胎组织中建立了干细胞株。他们的方法是：从受精后5－9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞( primordial germ cell )。由此培养的细胞株，证实具有全能干细胞的特征。

干细胞的种类

胚胎干细胞

　　又称ES细胞。哺乳类动物（多为小鼠）5～10周胚胎生殖嵴上分离出的原始雌雄生殖细胞，体外培养成类似ES细胞的多能性的细胞。

成年干细胞

　　不仅在胚胎发育期要有干细胞的增殖分化，动物成年后，血液细胞、消化道细胞、皮肤细胞、腺体细胞等在不断磨损、衰老、凋亡和脱落，仍能不断需要新生细胞的补充以维持细胞数量的平衡，功能的维持。其补充即由成体干细胞如原始血细胞、肠隐窝干细胞、皮肤发生层细胞等。此种干细胞在形态上已经有一定的分化，或者说已发育到分化决定的阶段，它们分裂产生的子代细胞，有不同的命运，一种全都是干细胞；另一种是部分为干细胞，另一部分为祖细胞，后者仅有有限的自我更新能力，最终走向终末分化，后者也称为单潜能细胞。

畸胎瘤干细胞

　　又称EC细胞。与ES细胞性质十分相近，但它是来源于畸胎瘤的干细胞。畸胎瘤是一种生殖腺瘤，如受精卵未进入输卵管坠入腹腔可能发展成畸胎瘤。由于畸胎瘤干细胞是一种可同时向皮肤、血管神经、腺体软骨等多种组织分化的干细胞，故其数量越多越可能引发恶性肿瘤。EC细胞是多能干细胞，又是癌细胞，可用于胚胎的分化发育和癌的诱导分化研究。

干细胞的来源

　　获得干细胞的方法，可利用人工受精的体外受精过程残留的受精卵，也可利用体细胞转移法。体细胞转移法是将体细胞细胞核以显微注射或电击的方法注入去核的卵细胞中，再将之继续培养到囊胚期。

　　取得成体干细胞可透过脐带，骨髓或周边血液中抽取。

脐带血干细胞

　　婴儿出生后遗留在胎盘和脐带中的血是干细胞的重要来源。自1988年脐血干细胞就用来治疗根达综合症，亨达综合症，和拉综合症, 急性淋巴细胞性白血病等许多儿童疾病。 脐血从脐带采集；脐带经过清理消毒后，脐血从脐静脉取出，然后立即分析对于传染物质和组织类型是必须的。脐血在放入液氮备用之前要经过处理，去除血浆。在使用的时候首先解冻，去除防冻剂，注入病人静脉。这种使用其他捐赠人干细胞的治疗方法叫做异源疗法；如果干细胞来自患者本人，即为同源和当从相同个体收集时，它通常指双胞胎。细胞的排外转移是于异类之间进行的（发展非常不充分）和有一点研究潜力。

周边血干细胞

　　骨髓中存有人体内最主要造血干细胞的来源，而周边血干细胞则是指借由施打白细胞生长激素〈G-CSF〉，将骨髓中的干细胞驱动至血液中，再经由血液分离机收集取得之干细胞。由于与骨髓干细胞极为相近，现已逐渐取代需要全身麻醉的骨髓抽取手术。

胚胎干细胞

　　胚胎干细胞是从胚泡（由50-100个细胞组成的早期胚胎）未分化的内部细胞团中得到的干细胞。它们是万能的，意味着它们可以发育成为身体内200多种细胞类型中的任何一种。胚胎干细胞现在的研究阶段仍是刚起步。许多研究仍建立在人类以外之动物模式。例如老鼠、牛或是羊等。在人类的胚胎干细胞因为干细胞的取得来源涉及道德伦理上的约束，在干细胞株上的建立有所争议。（因为干细胞株必须取得人类胚胎，在经过培养纯化等。因此许多人认为干细胞株视同为人的一部份）

脂肪干细胞

　　以往人们因塑身而抽出的脂肪，大部份都当废弃物丢掉，现经由医学专家研究证，脂肪中含有大量的间质干细胞，间质干细胞具有体外增生及多重分化的潜力，能运用于组织与器官的再生与修复。

　　其主要特性为：

1. 低侵入性取得，对人体无害。
2. 最多量的取得方式。
3. 可进行体外增生培养。
4. 可运用于身体组织类型广泛，会自动移自创伤部位，进行修补。

皮肤细胞

　　在2007年尾，美国和日本两组科学家同时成功把皮肤细胞转化成一种俗称为“iPS”的诱导多能干细胞，并成功使这些干细胞转化成为身体器官的一部份。透过向皮肤细胞植入特定的基因，可诱导皮肤细胞改造，变成类似胚胎干细胞的一种细胞。

血液细胞

　　在2012年尾，英国剑桥大学的科学家将一名病人血液中一种能修复血管壁损伤的细胞变成了干细胞。这种方法比用皮肤细胞制造干细胞更实用、更有效、更安全，因为，获取血液样本要比获取高质量的皮肤样本更容易。

干细胞的用途

1. 治疗遗传性疾病和恶性肿瘤；
2. 以干细胞为种子培育成组织和器官，用于移植医学；
3. 抗衰老，延年益寿。

干细胞的应用

1. 器官修补更新
2. 人造器官与组织的来源
3. 新药开发
4. 基因功能研究
5. 基因治疗的工具
6. 毒理、药理研究
7. 癌症研究

胚胎干细胞的伦理道德争议

　　所谓干细胞的伦理道德争议问题，实际上仅限于胚胎干细胞（Embryonic stem cells，简称ES细胞）领域，不涉及其他种类干细胞的研究，例如成年干细胞（Adult stem cells）以及新发展的诱导多能干细胞（Induced pluripotent Stem cells，简称iPS细胞）。问题的关键在于胚胎干细胞的获取过程。依照目前的技术，获取胚胎干细胞需要在胚泡（Blastocyst）阶段破坏胚胎，以提取内细胞团（Inner cell mass）。此步骤在许多支持生命团体（Pro-life）人士看来，是对生命的破坏。为了避免伦理道德的争议，新的获取胚胎干细胞技术正在开发中。值得一提的是，新发展的多能诱导干细胞由于通过对已分化的细胞“重新编程”（Reprogramming）而获得，不会产生伦理道德的争议。