干细胞具多向分化及自我复制能力
成体干细胞来源以採集周边血为主
依干细胞的分化潜能分类 VSEL™(非常微小类胚胎干细胞)
依干细胞的获取来源分类
常见干细胞的比较
成体干细胞

干细胞一类具有多向分化及自我复制能力的细胞族群

一种细胞变成各种不同功能的细胞,是为「多向分化」;一个细胞变成数个至千万个细胞,是为「自我复制」。胚胎发育过程中,干细胞分化成各式各样的细胞,并进一步构成各种复杂的组织和器官。个体发育成熟后,干细胞仍存在于身体各个部位中,包括脑、心脏、骨髓、牙齿、周边血、脂肪等, 肩负组织与器官的细胞更新及损伤修復之功能。 

干细胞的分化潜能可分为以下四大类:

1. 全能干细胞Totipotent stem cell)

全能干细胞指具有「完全能力」的干细胞。它能分化成人体各组织,并能逐渐发展成一个完整个体。例如:受精卵。

2.万能干细胞(Pluripotent stem cell)

万能干细胞能形成人体各组织的细胞,但无法独自发展成为个体。例如:胚胎干细胞

3.多能干细胞(Multipotent stem cell)

多能干细胞只能分化成某些特定组织的细胞,如造血干细胞(hematopoietic stem cell)可分化成血球及免疫细胞。此类干细胞并无法随意发展成其他组织及完整个体。

 

4. 单能干细胞(Unipotent stem cell)

单能干细胞只能分化成单一细胞,但仍具有自我更新的能力,例如淋巴干细胞可分化成淋巴球。 单能干细胞又称前趋细胞、芽细胞或是母细胞。


干细胞的获取来源可分为以下二大类:

1. 胚胎干细胞

胚胎干细胞的来源为胚胎内之细胞团块,其珍贵之处在于具有能力发展成一个完整生命个体所需之各式各样不同的细胞组织。然而胚胎干细胞获取来源少,亦存在细胞变异及致癌性等风险,且涉及非常大的道德争议,目前世界各国只允许极小范围的研究。


2. 成体干细胞

成体干细胞是存留于胎儿和成人组织器官中,仍保有生长并分化成其他种类细胞能力的细胞。当人哌哌坠地后,是成体干细胞(Adult Stem Cell,ASCs)在维持身体的健康及正常运作。正常情况下成体干细胞处于静止状态,当人体出现损伤,成体干细胞会变成受伤部位的前趋细胞,修復损伤。由于成体干细胞没有涉及道德伦理上的问题,以及未来用在自体身上也不会引发免疫排斥的困扰, 目前世界的研究方向以成体干细胞为主。


成体干细胞有很多种类,其中造血干细胞 (HSC, hematopoietic stem cells) 以及间质干细胞(MSC, mesenchymal stem cell) 已有多年研究的成果。造血干细胞的主要功能为分化成不同的血球: 包含红血球、血小板跟各种白血球等。间质干细胞主要功能为分化成血球以外的细胞,如骨头、脂肪、肌肉、神经等。


成体干细胞存在身体各器官组织中,其中在骨髓可以得到数量多且种类多的细胞(造血干细胞与间质干细胞都有),不过相对的,直接抽取骨髓需全身麻醉,侵入性高且需住院观察,恢復较慢,风险较大。其余像是透过採集脐带血或是周边血得到的干细胞,前者碍于脐带血量的限制,虽然脐带血也同时含有造血干细胞与间质干细胞,但因血量少,所以细胞数量也少。


周边血干细胞目前取得方式是先施打G-CSF白血球生长素驱动干细胞从骨髓移动出来并释放到周边血液中,使得周边血液中干细胞数量提升至百倍,再使用周边血液干细胞分离术,将干细胞分离出来。此过程类似捐血,安全性高, 得到的细胞数量及种类多及品质佳,应用广且副作用低,所以目前成体干细胞的来源以採集周边血为主。


除了成体干细胞之外,VSEL™(Very Small Embryonic-like Stem Cells非常微小类胚胎干细胞)近年来正受到全球研究人员的瞩目。2006年,美国路易斯维尔大学James Graham Brown癌症中心干细胞研究所主任Mariusz Ratajczak博士发现骨髓中存在着一类数量稀少的万能干细胞,其体积非常小,具有类似胚胎干细胞 (ESC, Embryonic Stem Cells) 的分化能力,因此命名为VSEL™(Very Small Embryonic-like Stem Cells非常微小类胚胎干细胞)。科学家发现,VSEL™从胚胎发育时期就一直以「休眠状态」储备在人体内,当身体组织有受伤的情况下,它就会游移到周边血中帮助修復受损组织,具有重建多种组织的能力。许多美国的临床实验也证明VSEL™可以修復心肌梗塞患者受损的心肌。科学家相信VSEL™能达到胚胎干细胞相同的正面效益,却不会落入胚胎干细胞的伦理及道德困境。 VSEL™的相关技术与专利为Caladrius Biosciences全球独家所拥有。


常见干细胞的比较

目前市场上充斥着许多干细胞的来源及讯息,不正确及不对称的资讯存在极大的风险及应用上的限制。胚胎干细胞有异体排斥及癌化的风险且道德争议大;iPS诱导型干细胞无法控制细胞分化的速度及数量易导致细胞变异;脂肪干细胞则存在着极大的手术及术后併发风险以及效果有限的问题等。