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1、干细胞基础幻灯片繁体现在学习的是第1页，共26页從細胞談起從細胞談起1.核仁核仁2.細胞核細胞核 3.粒腺體粒腺體 4.微脂粒微脂粒 5.粗糙內質網粗糙內質網6.高基氏體高基氏體 7.細胞骨架細胞骨架 8.平滑內質網平滑內質網 9.粒腺體粒腺體 10.濾泡濾泡 11.細胞質細胞質 12.溶脢體溶脢體 13.中心粒中心粒 现在学习的是第2页，共26页細胞功能細胞功能細胞的成長與分裂細胞的成長與分裂 30,000 30,000 個基因個基因现在学习的是第3页，共26页生殖細胞的形成生殖細胞的形成现在学习的是第4页，共26页现在学习的是第5页，共26页什麼是幹細胞？什麼是幹細胞？幹細胞是未成熟細胞，
2、它未充分分化，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫學界稱之“萬用細胞”。在人的一生中，皮膚、小腸和血液等組織需要不斷地更新，這個任務是由幹細胞完成的。幹細胞的“幹”譯自英文“Stem”，意為“樹幹”，是一類具有分裂和分化能力的細胞。既然是樹幹，就有分支。现在学习的是第6页，共26页增殖增殖分化分化幹細胞的分化是不對稱的分離，當一個變兩個的時候，其中一個能基本保留母體的個性，就像造酒的藥引似的，需要的時候，就可以隨時拿來提供源泉。现在学习的是第7页，共26页幹細胞的應用器官修補更新人造器官與組織的來源 新藥開發 基因功能研究 做為基因治療的工具毒理、藥理研究癌症研究 现在学习的是第8页，共2
3、6页幹細胞的分類全能幹細胞(Totipotent)受精卵就是最高層次的胚胎幹細胞，是全能幹細胞。受精後的最初幾個小時內，受精卵會分裂為一些完全相同的全能細胞，每一個均有可能發育成胎兒。多能幹細胞(pluripotent)一種或幾種組織的起源細胞，它能分化出多種類型的細胞，但它不可能分化出足以構成完整個體的所有細胞。譬如造血幹細胞，它能分化成紅血球細胞、白血球細胞和血小板等 12 種血細胞。现在学习的是第9页，共26页造血幹細胞现在学习的是第10页，共26页專能幹細胞(multipotent)源於多能幹細胞，具有向特定細胞係分化的能力，也稱為祖細胞。它只能分化成某一種專門的細胞，譬如神经元干细胞
4、只能分化成神经元，不能分化成为星形胶质细胞现在学习的是第11页，共26页可再造年輕的組織器官幹細胞的用途很廣，涉及醫學多個領域。目前科學家已能在體外鑒別、分離純化、擴增和培養人體胚胎幹細胞、原始胚胎幹細胞以及多種組織幹細胞，並以幹細胞為種子培育成功一些組織器官。现在学习的是第12页，共26页幹細胞的培養1998年美年美國國有有兩個兩個小组分别培小组分别培養養出了人出了人的的多能多能(pluripotent)幹幹细胞：细胞：他他们们領領導導的的研研究究小小组组從從人人胚胚胎胎组组織織中中培培養養出出了了幹幹细细胞胞株株。他他們們使使用用的的方方法法是是：人人卵卵体体外外受受精精後後，將將胚胚胎胎
5、培培育育到到囊囊胚胚階階段段，提提取取 inner cell mass内内皮皮细细胞胞，建建立立细细胞胞株株。經經測測試試這這些些细细胞胞株株的的细细胞胞表表面面 marker 和和酶酶活活性性，證證實實他他們們就是就是全能幹全能幹细胞。用细胞。用這種這種方法，每方法，每個個胚胎可取得胚胎可取得1520幹幹细胞用细胞用於於培培養養。John D.Gearhart在在 Johns Hopkins大大學學領領導導的的另另一一個個研研究究小小组组也也從從人人胚胚胎胎组组織織中中建建立立了了幹幹细细胞胞株株。他他們們的的方方法法是是：從從受受精精後後59周周人人工工流流產產的的胚胚胎胎中中提提取取生生
6、殖殖母母细细胞胞(primordial germ cell)。由由此此培培養養的的细细胞胞株株，證證實實具具有有全能幹全能幹细胞的特细胞的特徵徵。现在学习的是第13页，共26页现在学习的是第14页，共26页现在学习的是第15页，共26页现在学习的是第16页，共26页现在学习的是第17页，共26页幹細胞依來源分類臍帶血幹細胞 臍帶血目前大部份應用在小朋友先天性代謝異常，或血液疾病的治療，成人治療大多因技術還未突破，仍停留在動物實驗階段和個案。臍帶血有具分化能力的細胞，能再往下分化成身體各器官或特殊功能的細胞。目前台灣臍帶血銀行一般的價目前台灣臍帶血銀行一般的價格，保存格，保存20252025年，
7、一次付清約年，一次付清約需要需要6868萬元。而如果採用年繳萬元。而如果採用年繳方式，除了一開始採集與分離技方式，除了一開始採集與分離技術的費用外，每年需付保存費術的費用外，每年需付保存費50005000元，元，2020年累計下來，至少需年累計下來，至少需要要1010萬元。萬元。實際上，使用到自己臍實際上，使用到自己臍帶血的機會卻很小。帶血的機會卻很小。现在学习的是第18页，共26页周邊血幹細胞 主要目的是補充骨髓造血細胞，但不是每個癌症患者都適用，且幹細胞只能自己使用。癌症患者在剛開始接受化療時，白血球數會降低，到最低點時免疫反應促使骨髓生成幹細胞來產生白血球，血液中幹細胞就是周邊血幹細胞，
8、若抽出來存放，等患者接受多次化療，白血球數再生能力大幅降低後，再把周邊血幹細胞注入血液中，那患者可繼續接受癌症治療。目前最常應用於血液或免疫系統受到破壞之疾病，如各種血液惡性疾病目前最常應用於血液或免疫系統受到破壞之疾病，如各種血液惡性疾病(包括各種急性、慢包括各種急性、慢性、淋巴性、骨髓性等血癌性、淋巴性、骨髓性等血癌)和骨髓造血幹細胞缺陷疾病和骨髓造血幹細胞缺陷疾病(包括再生不良性貧血或重度免疫不包括再生不良性貧血或重度免疫不全全)；另外，造血細胞功能或酵素相關之基因缺陷疾病如地中海型貧血、大理石症、高雪氏；另外，造血細胞功能或酵素相關之基因缺陷疾病如地中海型貧血、大理石症、高雪氏症等也可
9、施行骨髓移植治療；事實上，骨髓移植的適應症不斷在增加中，很多固態腫瘤及自症等也可施行骨髓移植治療；事實上，骨髓移植的適應症不斷在增加中，很多固態腫瘤及自體免疫疾病也越來越多以骨髓來治療。體免疫疾病也越來越多以骨髓來治療。现在学习的是第19页，共26页骨髓間質幹細胞 骨髓間質幹細胞治療和骨髓造血幹細胞治療不同，前者的幹細胞技術目前可藉體外誘導，分化成軟骨、骨骼、肌肉、心臟等細胞；而後者則是現在較熟知的骨髓移植，差別在於骨髓間質幹細胞沒有造血功能，骨髓造血幹細胞則無法分化出骨骼、軟骨等組織細胞。目前傾向成人治療。間質幹細胞間質幹細胞(Mesenchymal Stem Cell,MSC)Mesenc
10、hymal Stem Cell,MSC)是幹細胞的一種，具有幹細胞的是幹細胞的一種，具有幹細胞的共性，即自我更新及多向分化的能力。最初是由共性，即自我更新及多向分化的能力。最初是由 Alexander Friedenstein Alexander Friedenstein 發現，發現，且證明其在體外分化成為硬骨骼及脂肪細胞，後續有其他的研究團隊發現，且證明其在體外分化成為硬骨骼及脂肪細胞，後續有其他的研究團隊發現，此類幹細胞更可以分化成為肝臟、軟骨、肌肉等組織細胞，此類幹細胞更可以分化成為肝臟、軟骨、肌肉等組織細胞，2002 2002 年一月由年一月由美國明尼蘇達大學美國明尼蘇達大學(Univ
11、ersity of Minnestoa)University of Minnestoa)研究人員發表的成果，發現研究人員發表的成果，發現 MSC MSC 更可以分化成為神經系統的細胞。更可以分化成為神經系統的細胞。现在学习的是第20页，共26页胚胎幹細胞（hESC)是從廢棄的胚胎組織中做細胞培養，因是所以組織最原始的狀態，容易誘導、分化成其他細胞前趨物質的能力好，甚至具多重分化功能，像是神經、肌肉、肝組織、軟骨、骨骼、腎臟、心臟等細胞，都可分化出來。胚胎幹細胞除有倫理爭議，包括已死的胚胎歸屬權問題，更有疾病傳染的不可控因素。现在学习的是第21页，共26页幹細胞的挑戰幹細胞的挑戰幹細胞（stem
12、 cell）為衰敗的器官和目前無可醫的疾病，燃起了重生的希望。揭開幹細胞的祕密揭開幹細胞的祕密-確定它們具備多能性確定它們具備多能性 1.1.將胚胎幹細胞注射到動物身體組織中，如果它們形將胚胎幹細胞注射到動物身體組織中，如果它們形成畸胎瘤（成畸胎瘤（teratomateratoma，這種獨特的腫瘤中含有來自三種胚這種獨特的腫瘤中含有來自三種胚層的細胞類型），即可證明它們的多能性。層的細胞類型），即可證明它們的多能性。2.2.標記這些可能的胚胎幹細胞，然後將它們注射到標記這些可能的胚胎幹細胞，然後將它們注射到發育中的動物胚胎中。當動物出生後，如果有標記的細胞發育中的動物胚胎中。當動物出生後，如果
13、有標記的細胞出現在所有的組織中，即可認定該細胞株具有多能性。出現在所有的組織中，即可認定該細胞株具有多能性。小鼠的心臟切片，圖中顯示左心室有小鼠的心臟切片，圖中顯示左心室有38%的組織因的組織因心肌梗塞而受損（長方框處），於體外複製的幹細心肌梗塞而受損（長方框處），於體外複製的幹細胞，在一個月內修復好組織。受損區域的特寫（上胞，在一個月內修復好組織。受損區域的特寫（上圖右）照顯示原來複製的幹細胞（藍色）和新長出圖右）照顯示原來複製的幹細胞（藍色）和新長出的心臟細胞（紅色）。的心臟細胞（紅色）。现在学习的是第22页，共26页幹細胞基因表現的資料，不僅可以用來鑑別多能性胚胎幹細胞，也能讓我們深入了
14、解這些細胞之所以成為幹細胞的條件。幹細胞研究的最終目標，是要替換或重生身體中衰老的部位，像是糖尿病患胰臟中製造胰島素的細胞，或是帕金森氏症病患製造多巴胺的神經細胞。培養皿中的胚胎幹細胞，在獨立生長時，會自動分化出混雜了各種組織的形式；如果在適當時機加入特定化合物，則可引導它們長成某些細胞類型。现在学习的是第23页，共26页讓幹細胞運作讓幹細胞運作我們仍不清楚在胚胎發育時，是什麼訊號讓這些細胞走上某條特定的發育途徑，因此，許多研究者正在鑽研自然胚胎的區位（niche），以了解可能的環境訊號.整理胚胎細胞在分化時基因表現的模式，期待能找到哪些基因在開啟或關閉時，會指引細胞成為特定組織。现在学习的是
15、第24页，共26页發展幹細胞治療潛在受益病患人數估計（以美國為例）心血管疾病自體免疫疾病糖尿病骨質疏鬆症癌症5800萬3000萬1600萬1000萬820萬阿滋海默氏症帕金森氏症嚴重燒燙傷脊椎神經受傷生育缺陷550萬550萬30萬25萬15萬（每年）資料來源：Perry,D.(2000),Patientsvoices:thepowerfulsoundinthestemcelldebate.Science287:1423將解決一個世界性難題器官移植來源不足和排斥反應預計2020年市場規模達4000億美金现在学习的是第25页，共26页各國於胚胎幹細胞研究議題上政策與法律規範（1/3）國別法律是否明
16、文禁止複製(Reproductive cloning)法律是否允許以下列來源進行研究相關主管部會專門的全國性委員會幹細胞人類胚胎墮胎之胚胎美國禁止可可可衛生暨人類服務部國家生命倫理諮詢委員會加拿大立法中（2003年通過）立法中立法中立法中衛生部幹細胞審查委員會地區性的倫理委員會奧地利禁止不允許不允許不允許衛生部無全國性，只有地區性的倫理委員會比利時不禁止無法律規範無法律規範無法律規範公共衛生研究、法律與衛生國家生物倫理委員會丹麥禁止可可可衛生與研究部丹麥倫理委員會芬蘭禁止可可可社會事務與健康部全國健康看護諮詢委員會下的子委員會法國禁止可不允許可勞動與社會事務部健康與生命科學倫理之全國性諮詢委員會德國禁止可可可聯邦衛生部無全國性，只有地區性的倫理委員會现在学习的是第26页，共26页