金融生技布局不停歇
永豐餘在生技事業的布局，一直以來不遺餘力，其中，新藥生技公司太景生技，最近動作積極，將配合政策回台第一上市，永豐餘持股近二成。該公司研發的新型抗菌新藥「奈諾沙星（TG-873870）」，已經與國際知名藥廠Warner Chilcott（US-WCRX）簽署開發及銷售授權協議。Warner Chilcott將在歐美地區進行三期奈諾沙星的人體臨床試驗，並在上述地區取得上市核可後，進行製造與銷售。而亞洲區的授權，太景亦正與其他國際大型藥廠緊鑼密鼓洽談中。根據國際知名醫藥市場策略及資料分析公司ＩＭＳ估計，奈諾沙星的銷售額年市場規模推估應該有十二億美元之譜。
太景生物科技自行研發的新藥，正在進行美國ＦＤＡ核准的二期臨床試驗的幹細胞驅動藥物TG-0054，還有預定在今年底申請美國ＩＮＤ之後，明年初進入一期臨床試驗的Ｃ型肝炎藥TG-2349。
本文詳情及圖表請見《先探投資週刊》1593期
或上http://weekly.invest.com.tw/有更多精彩的當期內文轉載
取自：http://tw.news.yahoo.com/marticle/url/d/a/101031/103/2fzn2.html?type=new&pg=1 (2010/11/01)
2010年8月16日 星期一
幹細胞是癌症元兇？
癌症的幕後殺手是幹細胞?
撰文╱克拉克（Michael F. Clarke）、貝克（Michael W. Becker）
翻譯／涂可欣
自從30年前人類向癌症宣戰後，至今已獲得幾項重要斬獲：例如某些兒童癌症，過去一旦診斷出來就等於宣判死刑，現在則有85%的病童可存活下來；還有些新開發的藥物可以控制癌症，延長患者生命，像是2001年核准的基利克（Gleevec），可用來治療慢性骨髓性白血症（CML）。基利克的臨床治療效果極為成功，許多服用基利克的癌症病患，現在病情都處於緩解狀態；但有強烈證據顯示，這些病患並未完全痊癒，他們體內仍有一群惡性細胞尚未被殲滅。
傳統看法是：只要人體內殘留任何癌細胞，癌症就可能復發，因此目前大部份的治療策略，都是殺死越多癌細胞越好。但是這種處理方式並不一定成功，尤其是罹患最常見的惡性實心腫瘤、且病程較後期的患者，預後通常都不佳。
此外，我們現在也知道，對於CML和其他少數癌症，只有當中極小比率的腫瘤細胞能造成新的癌組織；若想根除癌症，針對這些特定細胞將會更有效，因為它們才是促成新癌細胞生長的禍首，也很可能是腫瘤惡化的根源。這些細胞就是癌症幹細胞。一般相信，癌症幹細胞原本是正常的幹細胞，或者是由幹細胞分生出來、尚不成熟的前驅細胞，之後才轉形成癌細胞。
「癌症是由一小群惡性幹細胞所造成」的這個概念並不算新。一般認為，幹細胞的研究，正式開始於1950和1960年代的實心腫瘤和血液癌症研究；我們對健康組織生長發育的認識，有許多就是觀察這些過程出錯的結果而得來。
到了今日，幹細胞研究更有助於我們了解癌症。過去50年來，科學家對於調控正常幹細胞表現及其衍生子代的機制，已有詳盡的認識。這些知識讓科學家發現到，腫瘤內的癌細胞也有著類似的層級結構，為幹細胞引發癌症的理論提供了支持證據。要成功斬除癌症幹細胞，首先我們需要了解一個正常的幹細胞是怎麼變壞的。
層級行為
人體是個高度區劃的系統，由獨立的器官和組織所構成，它們各自擔負不同的重要功能，而維續了生命。然而構成組織和器官的細胞，壽命通常並不長：今天覆蓋在我們身體外層的皮膚，和一個月前的皮膚並不相同，因為表層的皮膚細胞會不斷脫落，由下層細胞取代；腸道的內襯細胞數週就更新一次；具凝血功能的血小板生命週期只有10天。
我們全身上下都有同一套機制，來維持各組織中運作細胞的數目；事實上，所有複雜生物體內都保存了相同的這套機制。它的核心是一小群長壽的幹細胞，可以像工廠般源源生產具功能的細胞。製造過程中，每一步驟都有嚴格的組織和調控，讓幹細胞的子代一代比一代特化。
要解說這套機制，最佳範例就是血液細胞和免疫細胞所屬的造血家族。所有血液和淋巴液中的功能性細胞，全都衍生自骨髓內的造血幹細胞。在成人骨髓細胞中，造血幹細胞佔不到0.01%，然而這些稀有的細胞卻能形成多種中度分化的前驅細胞，這些前驅細胞又經過數個階段的分裂和分化，製造出多種成熟的功能性細胞，類別涵蓋可防禦感染的細胞，以及攜帶氧氣至各組織的細胞。當細胞具備了最終的特定功能時，它也失去了所有增生或改變指定功能的能力，我們稱這樣的狀態為終末分化。
在製造功能性細胞的過程中，幹細胞卻可利用獨特的自我更新能力，始終保持在未分化狀態：在形成新組織細胞的第一步，幹細胞會分裂成兩個細胞，其中一個子細胞仍維持幹細胞的身份，讓幹細胞總數保持固定，另一個子細胞則走向特化之路，產生前驅細胞繼續分裂繁殖，來因應生物體的需求，快速增生特定的造血細胞類型。
經由自我更新來再造自己，是界定幹細胞最重要的特性，它讓幹細胞具備不朽的壽命和無限繁殖的潛能。相對的，前驅細胞在繁殖時也有一定程度的自我更新能力，但它們會受到內部計算機制的限制，只能進行一定次數的細胞分裂。而隨著前驅細胞子代的分化程度越來越高，其增殖能力則遞減。
這項特性的實質意義，可從移植造血幹細胞或其子代細胞的實驗觀察出來。科學家先以放射線摧毀小鼠的骨髓造血系統，再將前驅細胞或造血幹細胞移植入這些小鼠的骨髓。植入的前驅細胞雖可繁殖，並暫時恢復造血功能，但在4~8週後，這些細胞就全死了。但若移植的是造血幹細胞，則一次手術即能恢復小鼠終生受用的整個造血系統。
科學家熟知造血系統的層級組織已超過30年，但直到最近才確認出其他組織的類似層級系統，其中包括了腦、乳房、前列腺、大腸、小腸和皮膚。在這些組織，幹細胞的行為也受到相同的調控原則所影響；包括幹細胞的數目和個別細胞的命運，都有特別的機制來控制。舉例來說，有數個基因以及其活性所引發的一些連串反應（又稱為基因路徑），在控制幹細胞的命運和功能上，扮演了關鍵性的角色；這當中包括了Bmi-1基因、凹口基因、音速小子基因和Wnt基因所指揮的傳訊路徑。這些基因大部份都不是由研究幹細胞的科學家所發現，而是癌症研究人員發現的，因為這些傳訊路徑也與癌症的發展有關。
科學家已注意到幹細胞和癌細胞之間的許多相似性。我們對惡性腫瘤的標準定義，就包括了癌細胞能夠無盡生存和繁殖、入侵鄰近組織和轉移到身體其他部位的能力。事實上，癌細胞已經擺脫了原本應該嚴密控制細胞身份和繁殖所受的規範。
而能夠自我更新的正常幹細胞，原本就具備豁免權，不受一般細胞壽命和繁殖規則的限制。幹細胞能夠分化出多種細胞類型的能力，讓它們能製造出器官或組織所需要的所有不同成員，而這又是腫瘤細胞和幹細胞相似的一項重要特徵。腫瘤裡面也包含了多種細胞類型，幾乎就像是一個混亂版的完整器官。此外，科學家也發現，造血幹細胞會因應受傷的信號，移動到身體較遠的其他部位，而癌細胞也會遷移。
健康幹細胞受到嚴格的基因調節，無限生長和分化的能力受到了控制；一旦移除這些控制機制，結果就會和癌症的情形非常相像。這些共同性以及越來越多的實驗證據顯示，幹細胞的調控機制失靈，可能就是癌症萌發、癌細胞獲得不朽生命和擴散到其他部位的根本原因。
致命弱點
在某些組織（特別是腸道和皮膚等細胞汰換率高的組織）中，存在著幹細胞來替補衰老和受損細胞，這樣的系統看來極為複雜且沒有效率。如果生物體內所有細胞都能夠在需要時增生，修補受損的鄰居，不是會方便許多嗎？表面上看來或許如此，但這也會讓動物體內的所有細胞，都可能轉變成癌細胞。
一般認為，癌症的形成是因為細胞的一些關鍵基因累積了致癌性變化，因而導致細胞發生異常生長和轉變。而基因突變往往來自直接的傷害，像是細胞暴露在放射線或化學藥劑之下，但也可能是在細胞分裂的複製基因過程中，發生了隨機錯誤。在那些最常發生癌症的器官中，幹細胞數量稀少，成為突變儲存槽的機率似乎較小；然而幹細胞卻也是這些器官中唯一的長壽細胞，因此它們最有可能累積基因損害。
幹細胞的長壽確實可以解釋，為什麼許多癌症是在組織暴露於放射線之後幾十年才出現：在最初的傷害之後，健康細胞又發生了一連串突變，最後才轉變為癌細胞。幹細胞除了可累積並保存這些致癌突變外，還具有強大的增殖能力，使它成為癌化的理想目標。自然界嚴格控制著自我更新，因此相較其他缺乏自我更新能力的細胞，幹細胞只需要較少的突變，即可轉變為癌細胞。
有了這些認識，幹細胞可能的癌化途徑就豁然開朗了。其中一個模型是突變發生在幹細胞本身，使它們在啟動自我更新上不再受到控制，而製造出一群有癌化傾向的幹細胞。促使癌細胞增生形成腫瘤的後續突變，則可能發生在幹細胞，也有可能發生在它們的子代，即已定向分化的前驅細胞。第二種模型則認為，致癌性突變最初發生在幹細胞，但最後轉變為癌症的步驟，卻發生在已定向分化的前驅細胞，不過在這種情況中，已無自我更新能力的前驅細胞，需以某種方式再度獲得自我更新力。
目前，從不同的癌症例子中，都可找到支持兩種模型的證據，至少我們知道有一個例子是兩種狀況都有，分別影響著疾病的不同階段。在慢性骨髓性白血症中，白血球細胞有兩個基因錯誤融合在一起；如果將這段融合基因注射到正常的造血幹細胞，幹細胞就會轉變為白血症幹細胞。慢性骨髓性白血症若未接受治療，一定會發展成急性白血病，這種情況又稱為急性轉化期（blast crisis）。美國史丹佛大學醫學院的傑米森（Catriona Jamieson）和魏斯曼（Irving Weissman）發現，在急性轉化期的骨髓性白血症病患體內，導致病情惡化成這種猛暴形式的額外基因突變，賦予了特定前驅細胞自我更新的能力。
「緝」而不捨
過去10年來，幹細胞可能癌化和某些癌細胞具有幹細胞特徵的證據，強化了「腫瘤生長是由一小群類似幹細胞的癌細胞所造成」的觀念。這個學說已存在相當時日，但過去一直欠缺驗證該學說所需的技術。
1960年代，已有少數科學家開始注意到，腫瘤內不同的細胞族群，形成新腫瘤組織的能力並不相同。1971年，加拿大多倫多大學的帕克（C. H. Park）和同事表示，從原始（或稱原發）骨髓瘤（影響骨髓漿細胞的癌症）分離出來的細胞，增殖能力有很大的差異。然而當時帕克他們無法明確解釋這個現象，因為至少有兩種可能的情況。第一種解釋是，所有培養的細胞都具有相同的繁殖能力，只是實驗時恰巧只有其中一些細胞進行了分裂繁殖；第二種解釋則是，腫瘤內有不同層級的細胞，其中癌症幹細胞分生出不具腫瘤生成性、也就是不具繁殖能力的細胞。
取自：http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=889&DocNo=1412 (2010/08/16)
科學人雜誌 2006年8月號
撰文╱克拉克（Michael F. Clarke）、貝克（Michael W. Becker）
翻譯／涂可欣
自從30年前人類向癌症宣戰後，至今已獲得幾項重要斬獲：例如某些兒童癌症，過去一旦診斷出來就等於宣判死刑，現在則有85%的病童可存活下來；還有些新開發的藥物可以控制癌症，延長患者生命，像是2001年核准的基利克（Gleevec），可用來治療慢性骨髓性白血症（CML）。基利克的臨床治療效果極為成功，許多服用基利克的癌症病患，現在病情都處於緩解狀態；但有強烈證據顯示，這些病患並未完全痊癒，他們體內仍有一群惡性細胞尚未被殲滅。
傳統看法是：只要人體內殘留任何癌細胞，癌症就可能復發，因此目前大部份的治療策略，都是殺死越多癌細胞越好。但是這種處理方式並不一定成功，尤其是罹患最常見的惡性實心腫瘤、且病程較後期的患者，預後通常都不佳。
此外，我們現在也知道，對於CML和其他少數癌症，只有當中極小比率的腫瘤細胞能造成新的癌組織；若想根除癌症，針對這些特定細胞將會更有效，因為它們才是促成新癌細胞生長的禍首，也很可能是腫瘤惡化的根源。這些細胞就是癌症幹細胞。一般相信，癌症幹細胞原本是正常的幹細胞，或者是由幹細胞分生出來、尚不成熟的前驅細胞，之後才轉形成癌細胞。
「癌症是由一小群惡性幹細胞所造成」的這個概念並不算新。一般認為，幹細胞的研究，正式開始於1950和1960年代的實心腫瘤和血液癌症研究；我們對健康組織生長發育的認識，有許多就是觀察這些過程出錯的結果而得來。
到了今日，幹細胞研究更有助於我們了解癌症。過去50年來，科學家對於調控正常幹細胞表現及其衍生子代的機制，已有詳盡的認識。這些知識讓科學家發現到，腫瘤內的癌細胞也有著類似的層級結構，為幹細胞引發癌症的理論提供了支持證據。要成功斬除癌症幹細胞，首先我們需要了解一個正常的幹細胞是怎麼變壞的。
層級行為
人體是個高度區劃的系統，由獨立的器官和組織所構成，它們各自擔負不同的重要功能，而維續了生命。然而構成組織和器官的細胞，壽命通常並不長：今天覆蓋在我們身體外層的皮膚，和一個月前的皮膚並不相同，因為表層的皮膚細胞會不斷脫落，由下層細胞取代；腸道的內襯細胞數週就更新一次；具凝血功能的血小板生命週期只有10天。
我們全身上下都有同一套機制，來維持各組織中運作細胞的數目；事實上，所有複雜生物體內都保存了相同的這套機制。它的核心是一小群長壽的幹細胞，可以像工廠般源源生產具功能的細胞。製造過程中，每一步驟都有嚴格的組織和調控，讓幹細胞的子代一代比一代特化。
要解說這套機制，最佳範例就是血液細胞和免疫細胞所屬的造血家族。所有血液和淋巴液中的功能性細胞，全都衍生自骨髓內的造血幹細胞。在成人骨髓細胞中，造血幹細胞佔不到0.01%，然而這些稀有的細胞卻能形成多種中度分化的前驅細胞，這些前驅細胞又經過數個階段的分裂和分化，製造出多種成熟的功能性細胞，類別涵蓋可防禦感染的細胞，以及攜帶氧氣至各組織的細胞。當細胞具備了最終的特定功能時，它也失去了所有增生或改變指定功能的能力，我們稱這樣的狀態為終末分化。
在製造功能性細胞的過程中，幹細胞卻可利用獨特的自我更新能力，始終保持在未分化狀態：在形成新組織細胞的第一步，幹細胞會分裂成兩個細胞，其中一個子細胞仍維持幹細胞的身份，讓幹細胞總數保持固定，另一個子細胞則走向特化之路，產生前驅細胞繼續分裂繁殖，來因應生物體的需求，快速增生特定的造血細胞類型。
經由自我更新來再造自己，是界定幹細胞最重要的特性，它讓幹細胞具備不朽的壽命和無限繁殖的潛能。相對的，前驅細胞在繁殖時也有一定程度的自我更新能力，但它們會受到內部計算機制的限制，只能進行一定次數的細胞分裂。而隨著前驅細胞子代的分化程度越來越高，其增殖能力則遞減。
這項特性的實質意義，可從移植造血幹細胞或其子代細胞的實驗觀察出來。科學家先以放射線摧毀小鼠的骨髓造血系統，再將前驅細胞或造血幹細胞移植入這些小鼠的骨髓。植入的前驅細胞雖可繁殖，並暫時恢復造血功能，但在4~8週後，這些細胞就全死了。但若移植的是造血幹細胞，則一次手術即能恢復小鼠終生受用的整個造血系統。
科學家熟知造血系統的層級組織已超過30年，但直到最近才確認出其他組織的類似層級系統，其中包括了腦、乳房、前列腺、大腸、小腸和皮膚。在這些組織，幹細胞的行為也受到相同的調控原則所影響；包括幹細胞的數目和個別細胞的命運，都有特別的機制來控制。舉例來說，有數個基因以及其活性所引發的一些連串反應（又稱為基因路徑），在控制幹細胞的命運和功能上，扮演了關鍵性的角色；這當中包括了Bmi-1基因、凹口基因、音速小子基因和Wnt基因所指揮的傳訊路徑。這些基因大部份都不是由研究幹細胞的科學家所發現，而是癌症研究人員發現的，因為這些傳訊路徑也與癌症的發展有關。
科學家已注意到幹細胞和癌細胞之間的許多相似性。我們對惡性腫瘤的標準定義，就包括了癌細胞能夠無盡生存和繁殖、入侵鄰近組織和轉移到身體其他部位的能力。事實上，癌細胞已經擺脫了原本應該嚴密控制細胞身份和繁殖所受的規範。
而能夠自我更新的正常幹細胞，原本就具備豁免權，不受一般細胞壽命和繁殖規則的限制。幹細胞能夠分化出多種細胞類型的能力，讓它們能製造出器官或組織所需要的所有不同成員，而這又是腫瘤細胞和幹細胞相似的一項重要特徵。腫瘤裡面也包含了多種細胞類型，幾乎就像是一個混亂版的完整器官。此外，科學家也發現，造血幹細胞會因應受傷的信號，移動到身體較遠的其他部位，而癌細胞也會遷移。
健康幹細胞受到嚴格的基因調節，無限生長和分化的能力受到了控制；一旦移除這些控制機制，結果就會和癌症的情形非常相像。這些共同性以及越來越多的實驗證據顯示，幹細胞的調控機制失靈，可能就是癌症萌發、癌細胞獲得不朽生命和擴散到其他部位的根本原因。
致命弱點
在某些組織（特別是腸道和皮膚等細胞汰換率高的組織）中，存在著幹細胞來替補衰老和受損細胞，這樣的系統看來極為複雜且沒有效率。如果生物體內所有細胞都能夠在需要時增生，修補受損的鄰居，不是會方便許多嗎？表面上看來或許如此，但這也會讓動物體內的所有細胞，都可能轉變成癌細胞。
一般認為，癌症的形成是因為細胞的一些關鍵基因累積了致癌性變化，因而導致細胞發生異常生長和轉變。而基因突變往往來自直接的傷害，像是細胞暴露在放射線或化學藥劑之下，但也可能是在細胞分裂的複製基因過程中，發生了隨機錯誤。在那些最常發生癌症的器官中，幹細胞數量稀少，成為突變儲存槽的機率似乎較小；然而幹細胞卻也是這些器官中唯一的長壽細胞，因此它們最有可能累積基因損害。
幹細胞的長壽確實可以解釋，為什麼許多癌症是在組織暴露於放射線之後幾十年才出現：在最初的傷害之後，健康細胞又發生了一連串突變，最後才轉變為癌細胞。幹細胞除了可累積並保存這些致癌突變外，還具有強大的增殖能力，使它成為癌化的理想目標。自然界嚴格控制著自我更新，因此相較其他缺乏自我更新能力的細胞，幹細胞只需要較少的突變，即可轉變為癌細胞。
有了這些認識，幹細胞可能的癌化途徑就豁然開朗了。其中一個模型是突變發生在幹細胞本身，使它們在啟動自我更新上不再受到控制，而製造出一群有癌化傾向的幹細胞。促使癌細胞增生形成腫瘤的後續突變，則可能發生在幹細胞，也有可能發生在它們的子代，即已定向分化的前驅細胞。第二種模型則認為，致癌性突變最初發生在幹細胞，但最後轉變為癌症的步驟，卻發生在已定向分化的前驅細胞，不過在這種情況中，已無自我更新能力的前驅細胞，需以某種方式再度獲得自我更新力。
目前，從不同的癌症例子中，都可找到支持兩種模型的證據，至少我們知道有一個例子是兩種狀況都有，分別影響著疾病的不同階段。在慢性骨髓性白血症中，白血球細胞有兩個基因錯誤融合在一起；如果將這段融合基因注射到正常的造血幹細胞，幹細胞就會轉變為白血症幹細胞。慢性骨髓性白血症若未接受治療，一定會發展成急性白血病，這種情況又稱為急性轉化期（blast crisis）。美國史丹佛大學醫學院的傑米森（Catriona Jamieson）和魏斯曼（Irving Weissman）發現，在急性轉化期的骨髓性白血症病患體內，導致病情惡化成這種猛暴形式的額外基因突變，賦予了特定前驅細胞自我更新的能力。
「緝」而不捨
過去10年來，幹細胞可能癌化和某些癌細胞具有幹細胞特徵的證據，強化了「腫瘤生長是由一小群類似幹細胞的癌細胞所造成」的觀念。這個學說已存在相當時日，但過去一直欠缺驗證該學說所需的技術。
1960年代，已有少數科學家開始注意到，腫瘤內不同的細胞族群，形成新腫瘤組織的能力並不相同。1971年，加拿大多倫多大學的帕克（C. H. Park）和同事表示，從原始（或稱原發）骨髓瘤（影響骨髓漿細胞的癌症）分離出來的細胞，增殖能力有很大的差異。然而當時帕克他們無法明確解釋這個現象，因為至少有兩種可能的情況。第一種解釋是，所有培養的細胞都具有相同的繁殖能力，只是實驗時恰巧只有其中一些細胞進行了分裂繁殖；第二種解釋則是，腫瘤內有不同層級的細胞，其中癌症幹細胞分生出不具腫瘤生成性、也就是不具繁殖能力的細胞。
取自：http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=889&DocNo=1412 (2010/08/16)
科學人雜誌 2006年8月號
幹細胞的挑戰
幹細胞療法帶來的曙光與實際的臨床治療之間，橫亙著哪些障礙？
撰文╱藍札（Robert Lanza）、羅森塔爾（Nadia Rosenthal）
翻譯／涂可欣
幹細胞（stem cell）為衰敗的器官和目前無可醫的疾病，燃起了重生的希望。病患看到幹細胞幾乎神乎其技的報導後大受鼓舞，然而大部份炒得最熱的科學研究，隨後都遭到反駁。在爭論人類胚胎的幹細胞取得的正當性之際，還有其他研究結果也遭扭曲失真。
聳動與對立的聲音，已讓大眾和大部份科學家迷惑，究竟幹細胞治療在醫學上可不可行。如果美國和其他國家現在就撤銷對幹細胞的法律與經費限制，是不是隔天醫師就可以開始利用幹細胞來治療病患？目前可能不行，因為還有許多技術障礙有待克服。在幹細胞能安全地實現它們的許諾前，得先解決一些懸而未決的問題。
舉例來說，光是確認真正的幹細胞，就是一件很棘手的事。要讓科學家能夠分享研究結果，並評估控制幹細胞行為技術的成功率，首先得確定研究中使用的細胞，的確具備做為根源—或莖幹（stem）—的能力。它必須能夠衍生出各種細胞類型，而自身仍維持能繼續衍生的狀態。但儘管對幹細胞的詳審究查，也無法憑外表將它們區分出來，因為幹細胞是根據它們的行為而定義的。
在各種形式的幹細胞中，最多才多藝的就屬「胚胎幹細胞」（embryonic stem cell, ES cell），而最早的胚胎幹細胞是在20多年前從小鼠的胚胎中分離出來的。胚胎幹細胞來自非常早期的胚胎，在正常狀況下，它們會形成較晚期胚胎中，三種不同的胚層（見第41頁插圖），最後再衍生出身體內所有不同的組織。由於胚胎幹細胞保有製造體內任何類型細胞的潛在能力，因此它們是多能性的（pluripotent）。
全世界大部份現存的人類胚胎幹細胞，都源自體外人工受精後未使用的胚胎。科學家在研究這些胚胎幹細胞後發現，它們通常在冰凍和解凍後能夠復原，並在培養皿中分化出各式各樣的細胞。現在我們也越來越清楚，這些人類胚胎幹細胞株並不完全相同。
有些細胞株只能分化出特定的細胞類型，有些細胞株在培養時生長遲緩。科學家在利用這些細胞株進行研究之前，必須先確定它們具備多能性。美國與加拿大的生物學家希望設立人類胚胎幹細胞實驗的標準，提議引用在非人類胚胎幹細胞研究中常用的兩種測試法。第一種是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（teratoma，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。另一種測試法則是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，如果有標記的細胞出現在所有的組織中，即可認定該細胞株具有多能性。然而，如果以這種方式來測試人類胚胎幹細胞特性，將會製造出全身帶有人類DNA的嵌合動物，許多人認為這有違倫理。再者，即使通過後面這種測試法，也並不能保證該細胞株在實驗室中會分化。
由於需要有更可靠的標記，來辨別真正具有多能性的胚胎幹細胞，因此科學家正如火如荼地研究，想為培養的胚胎幹細胞在不同時期啟動與關閉的基因分門別類。如果能有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，也能讓我們深入了解這些細胞之所以成為幹細胞的條件。不幸的是，至今對胚胎幹細胞基因表現特性的研究結果相互矛盾，所以找尋胚胎幹細胞特徵的努力仍在繼續。
當然，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。但誘使胚胎幹細胞分化出我們所想要細胞類型的技術，距離完美還很遙遠。
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。不過胚胎幹細胞似乎仍有成為特定組織的傾向，例如長成一層心臟組織，而較難形成其他組織。
讓幹細胞運作
由於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。還有其他科學家試圖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。
但衍生出想要的細胞類型，只是奮鬥的一部份。舉例來說，胚胎幹細胞很容易就可以長出滿滿一盤神經細胞，但這些細胞要在移植到活腦後，能夠和周圍神經聯繫且「交談」，才算真的有用。2001年，當美國國家衛生研究院的馬凱（Ronald McKay），報告他利用老鼠的胚胎幹細胞發展出製造胰島素的細胞，幹細胞研究者以為他們有了重大突破，因為這是幹細胞研究者渴望達成的目標。然而去年哈佛大學的梅爾頓（Douglas A. Melton）在重複馬凱的實驗時發現，這些細胞只是吸收了培養基中的胰島素，而非自己製造胰島素。因此找出能鑑定細胞真正具備功能的標記，是幹細胞研究社群另一項迫切的任務。
如果只需單純地將胚胎幹細胞注射到希望它們能重生的身體部位，讓它們自行接收周遭環境的訊號，就再理想不過了。不過，由於胚胎幹細胞的多能性，使得這種方法太危險，不適用於人體治療。這些幹細胞可能形成畸胎瘤，或分化成不是想要的組織類型，甚或是兩者同時發生。在動物實驗中，就曾發生畸胎瘤中含有完整牙齒的案例。
與其冒險直接注射胚胎幹細胞，而讓患者的腦或心臟長出腫瘤或牙齒，或掙扎著製造具備特殊功能的組織，許多胚胎幹細胞研究者正努力開發比較中庸的做法。在將幹細胞注射到人體前，可先誘使它們成為比較穩定、但仍具發展彈性的前驅細胞狀態，如此即可避免不受控制的分化，卻仍能利用環境的訊號，產生想要的細胞類型。
即使這些前驅細胞能融入環境並開始形成新組織，但是仍有可能遭受患者身體的排斥。胚胎幹細胞以及它們所衍生出的細胞，和移植的器官一樣，在細胞表面都帶有蛋白質（抗原），會讓免疫系統視為入侵者，而產生免疫排斥作用。不同的抗原類型可能有數百種的組合方式，也意味著這可能需要建立一個含有數十萬種胚胎幹細胞株的細胞庫，以比對出與患者免疫相容性最高的幹細胞。而要有這麼多細胞株，需要人工受精診所提供的上百萬個廢棄的胚胎。
有些研究者臆測可能並不需要如此龐大的細胞庫，我們可以先減低患者對胚胎幹細胞的敏感度，或是降低幹細胞本身的抗原性質，但這些做法都仍未有令人確信的驗證。目前要避開免疫排斥問題的唯一辦法，是利用患者本身的遺傳物質，以細胞核轉植或複製（cloning） 技術，來建立胚胎幹細胞株。這個技術已引起了相當多的爭議，而技術本身也仍有一些實際問題待解決，但重生衰老組織的動物實驗，已獲得鼓舞人心的成果。
一般認為複製是讓病患細胞重新得到胚胎潛力的方法。人體由超過200種細胞構成，在哺乳動物體內一旦細胞特化成某一種類型後，通常就再也無法回頭，也就是所謂的「終末分化」（terminally differentiated）。唯一的例外，是將未受精卵中的遺傳物質抽出，而以體細胞的細胞核取代，此時卵細胞會誤以為以為受精了，而像正常胚胎一樣開始分裂。來自這種胚胎的幹細胞，將含有捐贈者體細胞核的DNA，但這些新的細胞將可以「重設程式」，回到具幹細胞特質的狀態，能夠產生任何類型的組織。
藍札（本文經作者之一）最近就證實，將來自複製小鼠胚胎的部份分化幹細胞，注射入提供體細胞核的小鼠的心臟時，這些細胞會移動到因心臟病發而受損的部位，並在一個月內，以健康的心臟組織修復了38%的傷疤。而第一個經「體細胞核轉植技術」（somatic cell nuclear transfer, SCNT）製造的人類胚胎幹細胞株，也在今年誕生了。科學界有少數人曾懷疑，細胞核轉植技術能否適用於靈長類，以製造醫療性的幹細胞。而韓國漢城大學的黃禹錫和他同事，則證明這項技術在靈長類也是可以辦到的。這支韓國研究團隊在今年2月時宣佈，他們利用SCNT製造了人類胚胎，並將它培養至囊胚期，然後從中培植出一支具多能性的胚胎幹細胞株。他們的成果是一項重要的里程碑，但也同時顯示出我們仍面對著許多未知。
由於黃禹錫的團隊取得了242個捐贈卵，讓他們能以實驗得到每一步驟所需的技術、時間和條件，即使如此，從數百個卵子中，他們也只得到一個胚胎幹細胞株，這些研究者還說他們，不確定是靠哪一種方法才成功。如果要重設卵子的發展，還有很多神秘機制需要了解﹔在製造和培養細胞核轉植胚胎時，任何步驟都有可能出錯。
科學家仍然無法確定，重設程式本身或處理胚胎的其他過程，是否會引起基因突變，使得胚胎幹細胞容易老化或癌化，我們需要更多的研究來檢查這些潛在的問題。在使用帶有遺傳性基因突變（例如血友病或肌肉營養性萎縮症）患者的細胞來製造胚胎幹細胞之前，也需要先矯正缺陷基因。不過，常利用在小鼠胚胎幹細胞上的特定基因修正技術（gene-specific modification），也曾經成功地應用在人類的胚胎幹細胞上，提供了安全矯正突變的方法。
另一個受到質疑的問題，是由複製胚胎而來的幹細胞的整體健康狀況。因為經由複製產生的動物，有格外高的畸形率和死亡率。然而為了測試複製胚胎幹細胞株的潛能，而將細胞注射到發育中的動物囊胚時，產生的動物看來完全正常。這個結果顯示雖然生殖複製的結果難以預測，顯然不適用於人類，但從細胞核轉植胚胎產生的幹細胞，至少就醫療目的而言，是與正常胚胎幹細胞相等的。
另一個不牽涉SCNT或體外人工受精胚胎的技術，也有類似的安全顧慮。在孤雌生殖（parthenogenesis）的技術中，未受精的卵可利用化學藥品處理，而像受精後一般的開始分裂，這樣的偽胚胎或「孤雌生殖胚球」（parthenote），比用SCNT產生的胚胎容易培養。在動物實驗中，孤雌生殖胚球產生的胚胎幹細胞，在培養時也能夠分化成多種細胞類型，並通過畸胎瘤測試，形成來自三個胚層的細胞。
一般正常體細胞有來自父親的一組染色體和母親的一組染色體，而孤雌生殖胚球則含有二組母親的染色體，這種重複性讓胚球有足夠的基因，但也讓胚球在植入子宮後無法存活。染色體只來自母親，這意味著孤雌生殖胚球細胞的抗原組合，可能只有正常胚球的一半，比較容易與病患的免疫系統相容，因此只需不到1000個來自孤雌生殖胚胎的幹細胞株，就足以建立與大部份美國人免疫相容的細胞庫。
還要多久才能進行胚胎幹細胞醫療法的人體測試，除了要看科學方面的問題何時可解決外，政治也是影響因素（參見前頁〈政治，是幹細胞研究的最大阻礙〉）。我們所知較多也較易控制的細胞類型，像是製造多巴胺的神經細胞，或視網膜色素上皮細胞，可能在兩年內即可進行人體試驗。同時，科學家也開始找尋成人體內參與正常修補工作、並具有類似胚胎幹細胞驚人重生潛力的細胞。
取自：http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=489&DocNo=787 (2010/08/16)
科學人雜誌網站
撰文╱藍札（Robert Lanza）、羅森塔爾（Nadia Rosenthal）
翻譯／涂可欣
幹細胞（stem cell）為衰敗的器官和目前無可醫的疾病，燃起了重生的希望。病患看到幹細胞幾乎神乎其技的報導後大受鼓舞，然而大部份炒得最熱的科學研究，隨後都遭到反駁。在爭論人類胚胎的幹細胞取得的正當性之際，還有其他研究結果也遭扭曲失真。
聳動與對立的聲音，已讓大眾和大部份科學家迷惑，究竟幹細胞治療在醫學上可不可行。如果美國和其他國家現在就撤銷對幹細胞的法律與經費限制，是不是隔天醫師就可以開始利用幹細胞來治療病患？目前可能不行，因為還有許多技術障礙有待克服。在幹細胞能安全地實現它們的許諾前，得先解決一些懸而未決的問題。
舉例來說，光是確認真正的幹細胞，就是一件很棘手的事。要讓科學家能夠分享研究結果，並評估控制幹細胞行為技術的成功率，首先得確定研究中使用的細胞，的確具備做為根源—或莖幹（stem）—的能力。它必須能夠衍生出各種細胞類型，而自身仍維持能繼續衍生的狀態。但儘管對幹細胞的詳審究查，也無法憑外表將它們區分出來，因為幹細胞是根據它們的行為而定義的。
在各種形式的幹細胞中，最多才多藝的就屬「胚胎幹細胞」（embryonic stem cell, ES cell），而最早的胚胎幹細胞是在20多年前從小鼠的胚胎中分離出來的。胚胎幹細胞來自非常早期的胚胎，在正常狀況下，它們會形成較晚期胚胎中，三種不同的胚層（見第41頁插圖），最後再衍生出身體內所有不同的組織。由於胚胎幹細胞保有製造體內任何類型細胞的潛在能力，因此它們是多能性的（pluripotent）。
全世界大部份現存的人類胚胎幹細胞，都源自體外人工受精後未使用的胚胎。科學家在研究這些胚胎幹細胞後發現，它們通常在冰凍和解凍後能夠復原，並在培養皿中分化出各式各樣的細胞。現在我們也越來越清楚，這些人類胚胎幹細胞株並不完全相同。
有些細胞株只能分化出特定的細胞類型，有些細胞株在培養時生長遲緩。科學家在利用這些細胞株進行研究之前，必須先確定它們具備多能性。美國與加拿大的生物學家希望設立人類胚胎幹細胞實驗的標準，提議引用在非人類胚胎幹細胞研究中常用的兩種測試法。第一種是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（teratoma，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。另一種測試法則是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，如果有標記的細胞出現在所有的組織中，即可認定該細胞株具有多能性。然而，如果以這種方式來測試人類胚胎幹細胞特性，將會製造出全身帶有人類DNA的嵌合動物，許多人認為這有違倫理。再者，即使通過後面這種測試法，也並不能保證該細胞株在實驗室中會分化。
由於需要有更可靠的標記，來辨別真正具有多能性的胚胎幹細胞，因此科學家正如火如荼地研究，想為培養的胚胎幹細胞在不同時期啟動與關閉的基因分門別類。如果能有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，也能讓我們深入了解這些細胞之所以成為幹細胞的條件。不幸的是，至今對胚胎幹細胞基因表現特性的研究結果相互矛盾，所以找尋胚胎幹細胞特徵的努力仍在繼續。
當然，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。但誘使胚胎幹細胞分化出我們所想要細胞類型的技術，距離完美還很遙遠。
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。不過胚胎幹細胞似乎仍有成為特定組織的傾向，例如長成一層心臟組織，而較難形成其他組織。
讓幹細胞運作
由於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。還有其他科學家試圖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。
但衍生出想要的細胞類型，只是奮鬥的一部份。舉例來說，胚胎幹細胞很容易就可以長出滿滿一盤神經細胞，但這些細胞要在移植到活腦後，能夠和周圍神經聯繫且「交談」，才算真的有用。2001年，當美國國家衛生研究院的馬凱（Ronald McKay），報告他利用老鼠的胚胎幹細胞發展出製造胰島素的細胞，幹細胞研究者以為他們有了重大突破，因為這是幹細胞研究者渴望達成的目標。然而去年哈佛大學的梅爾頓（Douglas A. Melton）在重複馬凱的實驗時發現，這些細胞只是吸收了培養基中的胰島素，而非自己製造胰島素。因此找出能鑑定細胞真正具備功能的標記，是幹細胞研究社群另一項迫切的任務。
如果只需單純地將胚胎幹細胞注射到希望它們能重生的身體部位，讓它們自行接收周遭環境的訊號，就再理想不過了。不過，由於胚胎幹細胞的多能性，使得這種方法太危險，不適用於人體治療。這些幹細胞可能形成畸胎瘤，或分化成不是想要的組織類型，甚或是兩者同時發生。在動物實驗中，就曾發生畸胎瘤中含有完整牙齒的案例。
與其冒險直接注射胚胎幹細胞，而讓患者的腦或心臟長出腫瘤或牙齒，或掙扎著製造具備特殊功能的組織，許多胚胎幹細胞研究者正努力開發比較中庸的做法。在將幹細胞注射到人體前，可先誘使它們成為比較穩定、但仍具發展彈性的前驅細胞狀態，如此即可避免不受控制的分化，卻仍能利用環境的訊號，產生想要的細胞類型。
即使這些前驅細胞能融入環境並開始形成新組織，但是仍有可能遭受患者身體的排斥。胚胎幹細胞以及它們所衍生出的細胞，和移植的器官一樣，在細胞表面都帶有蛋白質（抗原），會讓免疫系統視為入侵者，而產生免疫排斥作用。不同的抗原類型可能有數百種的組合方式，也意味著這可能需要建立一個含有數十萬種胚胎幹細胞株的細胞庫，以比對出與患者免疫相容性最高的幹細胞。而要有這麼多細胞株，需要人工受精診所提供的上百萬個廢棄的胚胎。
有些研究者臆測可能並不需要如此龐大的細胞庫，我們可以先減低患者對胚胎幹細胞的敏感度，或是降低幹細胞本身的抗原性質，但這些做法都仍未有令人確信的驗證。目前要避開免疫排斥問題的唯一辦法，是利用患者本身的遺傳物質，以細胞核轉植或複製（cloning） 技術，來建立胚胎幹細胞株。這個技術已引起了相當多的爭議，而技術本身也仍有一些實際問題待解決，但重生衰老組織的動物實驗，已獲得鼓舞人心的成果。
一般認為複製是讓病患細胞重新得到胚胎潛力的方法。人體由超過200種細胞構成，在哺乳動物體內一旦細胞特化成某一種類型後，通常就再也無法回頭，也就是所謂的「終末分化」（terminally differentiated）。唯一的例外，是將未受精卵中的遺傳物質抽出，而以體細胞的細胞核取代，此時卵細胞會誤以為以為受精了，而像正常胚胎一樣開始分裂。來自這種胚胎的幹細胞，將含有捐贈者體細胞核的DNA，但這些新的細胞將可以「重設程式」，回到具幹細胞特質的狀態，能夠產生任何類型的組織。
藍札（本文經作者之一）最近就證實，將來自複製小鼠胚胎的部份分化幹細胞，注射入提供體細胞核的小鼠的心臟時，這些細胞會移動到因心臟病發而受損的部位，並在一個月內，以健康的心臟組織修復了38%的傷疤。而第一個經「體細胞核轉植技術」（somatic cell nuclear transfer, SCNT）製造的人類胚胎幹細胞株，也在今年誕生了。科學界有少數人曾懷疑，細胞核轉植技術能否適用於靈長類，以製造醫療性的幹細胞。而韓國漢城大學的黃禹錫和他同事，則證明這項技術在靈長類也是可以辦到的。這支韓國研究團隊在今年2月時宣佈，他們利用SCNT製造了人類胚胎，並將它培養至囊胚期，然後從中培植出一支具多能性的胚胎幹細胞株。他們的成果是一項重要的里程碑，但也同時顯示出我們仍面對著許多未知。
由於黃禹錫的團隊取得了242個捐贈卵，讓他們能以實驗得到每一步驟所需的技術、時間和條件，即使如此，從數百個卵子中，他們也只得到一個胚胎幹細胞株，這些研究者還說他們，不確定是靠哪一種方法才成功。如果要重設卵子的發展，還有很多神秘機制需要了解﹔在製造和培養細胞核轉植胚胎時，任何步驟都有可能出錯。
科學家仍然無法確定，重設程式本身或處理胚胎的其他過程，是否會引起基因突變，使得胚胎幹細胞容易老化或癌化，我們需要更多的研究來檢查這些潛在的問題。在使用帶有遺傳性基因突變（例如血友病或肌肉營養性萎縮症）患者的細胞來製造胚胎幹細胞之前，也需要先矯正缺陷基因。不過，常利用在小鼠胚胎幹細胞上的特定基因修正技術（gene-specific modification），也曾經成功地應用在人類的胚胎幹細胞上，提供了安全矯正突變的方法。
另一個受到質疑的問題，是由複製胚胎而來的幹細胞的整體健康狀況。因為經由複製產生的動物，有格外高的畸形率和死亡率。然而為了測試複製胚胎幹細胞株的潛能，而將細胞注射到發育中的動物囊胚時，產生的動物看來完全正常。這個結果顯示雖然生殖複製的結果難以預測，顯然不適用於人類，但從細胞核轉植胚胎產生的幹細胞，至少就醫療目的而言，是與正常胚胎幹細胞相等的。
另一個不牽涉SCNT或體外人工受精胚胎的技術，也有類似的安全顧慮。在孤雌生殖（parthenogenesis）的技術中，未受精的卵可利用化學藥品處理，而像受精後一般的開始分裂，這樣的偽胚胎或「孤雌生殖胚球」（parthenote），比用SCNT產生的胚胎容易培養。在動物實驗中，孤雌生殖胚球產生的胚胎幹細胞，在培養時也能夠分化成多種細胞類型，並通過畸胎瘤測試，形成來自三個胚層的細胞。
一般正常體細胞有來自父親的一組染色體和母親的一組染色體，而孤雌生殖胚球則含有二組母親的染色體，這種重複性讓胚球有足夠的基因，但也讓胚球在植入子宮後無法存活。染色體只來自母親，這意味著孤雌生殖胚球細胞的抗原組合，可能只有正常胚球的一半，比較容易與病患的免疫系統相容，因此只需不到1000個來自孤雌生殖胚胎的幹細胞株，就足以建立與大部份美國人免疫相容的細胞庫。
還要多久才能進行胚胎幹細胞醫療法的人體測試，除了要看科學方面的問題何時可解決外，政治也是影響因素（參見前頁〈政治，是幹細胞研究的最大阻礙〉）。我們所知較多也較易控制的細胞類型，像是製造多巴胺的神經細胞，或視網膜色素上皮細胞，可能在兩年內即可進行人體試驗。同時，科學家也開始找尋成人體內參與正常修補工作、並具有類似胚胎幹細胞驚人重生潛力的細胞。
取自：http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=489&DocNo=787 (2010/08/16)
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帶來希望的再生細胞──幹細胞
幹細胞能分化出新細胞，修復受損的組織或器官。它的分化行為由基因控制，因此若能經由適當的基因調控，導引幹細胞100%往特定的方向成長，就能幫助病患恢復健康。
文／楊嘉慧
《西遊記》中孫悟空將毛髮變成自己分身的能力，有可能實現嗎？近年來，幹細胞的研究突飛猛進，從身上取出的成體幹細胞，很可能經由誘導而分化出不一樣的細胞。今年3月，《心血管研究》（Cardiovascular Research）刊登了美國紐約州立大學水牛城分校的科學家如何成功利用頭髮毛囊幹細胞培育出皮膚組織。由於幹細胞具分化出新細胞的能力，若未來技術發展成熟，能培育出特定細胞，再配合基因修補技術，及進行細胞移植，便可治療疾病，所以有不少人對幹細胞充滿期待。
分化出新型態的細胞
幹細胞與普通細胞的差異在於幹細胞可以「分化」（註1）出新型態的細胞。人的一生中，皮膚、血液等組織之所以會不斷更新，就是因為幹細胞分化出新細胞，取代受傷或衰亡的細胞。幹細胞的增殖並不對稱，當它由一分為二時，其中一個會保留原來幹細胞的特性，另一個則發展成為有特定功能的細胞。
依照分化能力，幹細胞可分成「胚胎幹細胞」與「成體幹細胞」等。胎兒離開母體後所帶的幹細胞，屬於成體幹細胞，它的特性是在受特定外在因子誘導下，會分化為某一種或相關類型的細胞，例如存在大腦的神經幹細胞會分裂產生神經元以及神經膠細胞，存在骨髓的造血幹細胞則製造紅血球、血小板及白血球等。
依照分化後形成的細胞種類，成體幹細胞又可分為造血幹細胞、生殖幹細胞、間葉幹細胞、心肌幹細胞、肝幹細胞等。隨著年齡增長，成體幹細胞的增殖次數增多，染色體末端的端粒（telomere）（註2）會越來越短，造成染色體不穩定，使得增殖能力逐漸變差。
胚胎幹細胞則存在於胚胎的囊胚期（精卵結合後，約5~7天就進入囊胚期）。囊胚期的細胞分成兩大群，外圍屬於滋養細胞群，將來可以形成胎盤的一部份，供應養份並排出廢物；內部的內細胞團即含有所謂的「胚胎幹細胞」，它們可以分化出人體所有的組織細胞。
精卵結合進入胚胎時期第三週，內細胞團會分化成三胚層：外胚層、中胚層與內胚層，此時，已不再具有胚胎幹細胞的多能性，外胚層僅會發育成表皮細胞、神經細胞等，中胚層形成結締組織、骨骼和肌肉組織，如平滑肌細胞、骨細胞等，內胚層則發育為部份內臟組織如小腸細胞、胰臟細胞等。
透過基因調控，誘導幹細胞分化
由於幹細胞能分化出新細胞，可用於修復受損的組織或器官，因此培育、移植幹細胞成了現代醫學用以治療難癒疾病最具潛力的方法。其中，胚胎幹細胞因為具有分化成各種組織幹細胞的能力，是最佳的培育對象；然而胚胎幹細胞只存在於胚胎，來源與取得都涉及道德倫理問題，目前的人體研究仍以成體幹細胞為主。
幹細胞的分化行為主要是由細胞核裡的基因控制，因此若能經由適當的基因調控改變基因指令，就可能誘導幹細胞改變分化行為，導引其往設定的方向分化，例如讓骨髓幹細胞分化出肌肉細胞、結締組織等。誘導的方法包括改變幹細胞培養液的成份、插入特殊基因到幹細胞內等；不過整個手續相當複雜，因為培育過程必須考慮幹細胞的存活、增生和分化的微環境，以及何時需要什麼種類、什麼濃度的生長因子等，因此就目前的技術而言，誘導幹細胞分化，並100%往特定方向分化的成功率並不高。
即使找出導引的方法，仍有其局限，例如從中胚層發育的幹細胞，比較有可能誘導出同樣在中胚層發育的細胞，若要誘使中胚層的纖維母細胞形成外胚層的神經細胞，比較可行的方法是先讓它回到胚胎幹細胞狀態，再從胚胎幹細胞形成神經細胞，然而如何讓纖維母細胞變成胚胎幹細胞，目前雖已建立相關技術，但尚不成熟。
雖然幹細胞研究面臨許多挑戰，且其中的研究還需多久才能應用至人體，尚不能斷定，但由於它能為許多神經受損、罹患先天性疾病、需器官移植的病患帶來一線曙光，因此各國無不加緊研究，希望整合學界與產業界的技術、人力及物力資源，早日讓幹細胞、組織工程及再生醫學等有突破性的發展。
註1：細胞分化是指某一個體細胞進行細胞增殖時，會出現型態、功能等與原細胞不一樣的細胞，這個過程稱為分化。它與細胞分裂不同，細胞分裂是細胞進行增殖時，只會產生型態、功能與原細胞相同的細胞。
註2：端粒是染色體末端的DNA重複序列，與染色體其他部份的結構及功能不一樣，可以保持染色體穩定，避免變異。
取自：http://sa.ylib.com/saeasylearn/saeasylearnshow.asp?FDocNo=1196&CL=75 (2010/08/16)
發表日期：2008/07/16 科學人雜誌網站
文／楊嘉慧
《西遊記》中孫悟空將毛髮變成自己分身的能力，有可能實現嗎？近年來，幹細胞的研究突飛猛進，從身上取出的成體幹細胞，很可能經由誘導而分化出不一樣的細胞。今年3月，《心血管研究》（Cardiovascular Research）刊登了美國紐約州立大學水牛城分校的科學家如何成功利用頭髮毛囊幹細胞培育出皮膚組織。由於幹細胞具分化出新細胞的能力，若未來技術發展成熟，能培育出特定細胞，再配合基因修補技術，及進行細胞移植，便可治療疾病，所以有不少人對幹細胞充滿期待。
分化出新型態的細胞
幹細胞與普通細胞的差異在於幹細胞可以「分化」（註1）出新型態的細胞。人的一生中，皮膚、血液等組織之所以會不斷更新，就是因為幹細胞分化出新細胞，取代受傷或衰亡的細胞。幹細胞的增殖並不對稱，當它由一分為二時，其中一個會保留原來幹細胞的特性，另一個則發展成為有特定功能的細胞。
依照分化能力，幹細胞可分成「胚胎幹細胞」與「成體幹細胞」等。胎兒離開母體後所帶的幹細胞，屬於成體幹細胞，它的特性是在受特定外在因子誘導下，會分化為某一種或相關類型的細胞，例如存在大腦的神經幹細胞會分裂產生神經元以及神經膠細胞，存在骨髓的造血幹細胞則製造紅血球、血小板及白血球等。
依照分化後形成的細胞種類，成體幹細胞又可分為造血幹細胞、生殖幹細胞、間葉幹細胞、心肌幹細胞、肝幹細胞等。隨著年齡增長，成體幹細胞的增殖次數增多，染色體末端的端粒（telomere）（註2）會越來越短，造成染色體不穩定，使得增殖能力逐漸變差。
胚胎幹細胞則存在於胚胎的囊胚期（精卵結合後，約5~7天就進入囊胚期）。囊胚期的細胞分成兩大群，外圍屬於滋養細胞群，將來可以形成胎盤的一部份，供應養份並排出廢物；內部的內細胞團即含有所謂的「胚胎幹細胞」，它們可以分化出人體所有的組織細胞。
精卵結合進入胚胎時期第三週，內細胞團會分化成三胚層：外胚層、中胚層與內胚層，此時，已不再具有胚胎幹細胞的多能性，外胚層僅會發育成表皮細胞、神經細胞等，中胚層形成結締組織、骨骼和肌肉組織，如平滑肌細胞、骨細胞等，內胚層則發育為部份內臟組織如小腸細胞、胰臟細胞等。
透過基因調控，誘導幹細胞分化
由於幹細胞能分化出新細胞，可用於修復受損的組織或器官，因此培育、移植幹細胞成了現代醫學用以治療難癒疾病最具潛力的方法。其中，胚胎幹細胞因為具有分化成各種組織幹細胞的能力，是最佳的培育對象；然而胚胎幹細胞只存在於胚胎，來源與取得都涉及道德倫理問題，目前的人體研究仍以成體幹細胞為主。
幹細胞的分化行為主要是由細胞核裡的基因控制，因此若能經由適當的基因調控改變基因指令，就可能誘導幹細胞改變分化行為，導引其往設定的方向分化，例如讓骨髓幹細胞分化出肌肉細胞、結締組織等。誘導的方法包括改變幹細胞培養液的成份、插入特殊基因到幹細胞內等；不過整個手續相當複雜，因為培育過程必須考慮幹細胞的存活、增生和分化的微環境，以及何時需要什麼種類、什麼濃度的生長因子等，因此就目前的技術而言，誘導幹細胞分化，並100%往特定方向分化的成功率並不高。
即使找出導引的方法，仍有其局限，例如從中胚層發育的幹細胞，比較有可能誘導出同樣在中胚層發育的細胞，若要誘使中胚層的纖維母細胞形成外胚層的神經細胞，比較可行的方法是先讓它回到胚胎幹細胞狀態，再從胚胎幹細胞形成神經細胞，然而如何讓纖維母細胞變成胚胎幹細胞，目前雖已建立相關技術，但尚不成熟。
雖然幹細胞研究面臨許多挑戰，且其中的研究還需多久才能應用至人體，尚不能斷定，但由於它能為許多神經受損、罹患先天性疾病、需器官移植的病患帶來一線曙光，因此各國無不加緊研究，希望整合學界與產業界的技術、人力及物力資源，早日讓幹細胞、組織工程及再生醫學等有突破性的發展。
註1：細胞分化是指某一個體細胞進行細胞增殖時，會出現型態、功能等與原細胞不一樣的細胞，這個過程稱為分化。它與細胞分裂不同，細胞分裂是細胞進行增殖時，只會產生型態、功能與原細胞相同的細胞。
註2：端粒是染色體末端的DNA重複序列，與染色體其他部份的結構及功能不一樣，可以保持染色體穩定，避免變異。
取自：http://sa.ylib.com/saeasylearn/saeasylearnshow.asp?FDocNo=1196&CL=75 (2010/08/16)
發表日期：2008/07/16 科學人雜誌網站
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