什麼是幹細胞？為什麼它們如此重要

身體自我治癒——奇蹟般的治癒，這個想法太特別了。雖然目前還存在一些未知，但是幹細胞研究使再生醫學離這個想法更近一步。那麼什麼是幹細胞，為什麼它們如此重要？

幹細胞是一種可以發育成許多其他不同類型細胞的細胞。幹細胞也可以通過分裂來自我更新，即使它們長時間處於非活動狀態。

人體需要許多不同類型的細胞才能發揮作用，但它不會產生形成準備使用的每種細胞類型，而是產生具有多種可能功能的幹細胞。當然，幹細胞需要成為特定的細胞類型才有用。當幹細胞分裂時，新細胞可以變成幹細胞或特定細胞，例如血細胞，腦細胞或肌肉。

幹細胞被稱為「未分化細胞」，因為它仍然可以成為任何類型的細胞。相反，例如造血幹細胞則是「分化的」細胞，因為它已經是特定種類的細胞。

幹細胞治療

在一些組織中，幹細胞在再生中起重要作用，因為它們可以容易地分裂，並且它們可以替代組織裡的死細胞。科學家認為，這可能為糖尿病和心臟病等疾病提供潛在的治療方法。

例如，如果某人的心臟組織已經受損，則可能通過將實驗室培養的幹細胞移植到患者心臟中來刺激健康組織的生長。

發表在「心血管轉化研究雜誌」上的一項小規模研究試驗了這種方法。研究人員報告說，心臟病發作引起的疤痕心臟組織減少了40％。而在過去，這種疤痕被視為永久性和無法治癒的。

患有心力衰竭的患者心臟功能平均提高30％。他們還報告說，在注射幹細胞24個月後，生活質量提高了70％。這項研究僅涉及11名參與者，很難說心臟功能的改善是否還包括其他因素。為了進一步研究，研究人員計劃進行另一項研究，這次包括一組心臟衰竭患者的對照組，他們接受了旁路手術，但沒有接受過幹細胞治療。

Nature Communications上發表的另一項研究表明，幹細胞療法可以成為個性化糖尿病治療的基礎。

在小鼠和實驗室培養的培養物中，研究人員成功地從源自1型糖尿病患者皮膚的幹細胞中產生胰島素分泌細胞。

從理論上講，如果我們能用新的胰腺β細胞取代這些個體的受損細胞 - 其主要功能是儲存和釋放胰島素以控制血糖 - 患有1型糖尿病的患者將不再需要胰島素注射。

Jeffrey R. Millman，華盛頓大學醫學院醫學和生物醫學工程助理教授，第一作者。Millman希望這些幹細胞衍生的β細胞可以在3到5年內為人類研究做好準備。「我們想像的是一種門診手術，將充滿細胞的裝置放置在皮膚下方，」他說。

幹細胞在開發新療法方面具有巨大潛力。

幹細胞藥物開發

目前使用幹細胞的一種方法是開發和測試新藥。通常用於此目的的幹細胞類型稱為誘導多能幹細胞。這些細胞已經分化，然後使用受控病毒進行遺傳「重編程」。通過這種方式，它們類似於未分化的胚胎幹細胞。

可以從這些多能幹細胞生長新的分化細胞以類似於例如癌細胞。創建這些細胞意味著可以使用它們來測試抗癌藥物。使用這種方法已經製造了多種癌細胞類型。然而，因為還不能使這些細胞以受控方式模擬癌細胞，所以結果不能總是精確地複製。這也是日本目前在不斷研究臨床的方向。

目前的療法有效嗎？

2016年發表於細胞幹細胞的研究僅在美國就有570個這樣的診所。他們為從運動損傷到再生治療等提供幹細胞療法。美國食品和藥物管理局（FDA）允許診所向患者注射他們自己的幹細胞，只要這些細胞只是為了履行其正常功能。對診所商業廣告中特定幹細胞類型分析顯示，大多數診所推廣的是以自體細胞為基礎的治療。在自體幹細胞中，61%是自體脂肪來源的幹細胞，48%是骨髓來源的幹細胞，4%是外周血來源的幹細胞。

美國FDA對自體組織來源的細胞治療範圍規範相對寬鬆，主要是強調儘可能少的對組織細胞進行加工和處理。

除了美國以外，目前日本已在細胞再生研究取得令人矚目的成就，近幾年有4位科學家獲得細胞方面的諾貝爾獎，日本也是目前全世界唯一一個在再生醫療領域立法的國家。自2013年通過《再生醫療法案》允許醫療機構將再生醫療作為一項醫療技術在臨床使用。近幾年，自體脂肪來源幹細胞已成為厚生省推薦的主流幹細胞，自2017年成立人生百年辦公室將再生醫療定為國策後，日本更是大力研究人工多能幹細胞IPS 期待未來5年，日本的IPS能解決胚胎幹細胞的缺陷真正造福人類。

幹細胞來自哪裡？

胚胎幹細胞來自一個只有幾天的胚胎。

成體幹細胞可以從不同類型的組織中提取，包括腦，骨髓，血管，骨骼肌，皮膚，牙齒，腸道，肝臟等。

誘導的多能幹細胞（iPS細胞）是可以重編程以充當幹細胞的細胞，用於再生醫學。

目前的研究

再生醫學

2016年6月，兩名研究人員在英國皇家化學學會的新興技術競賽的材料類別中獲得二等獎，用於創造一種合成生物材料，刺激患者自己牙齒的幹細胞。研究人員認為，這種材料將取代填充物，因為幹細胞只會促使受損的牙齒自行癒合。

雖然在幹細胞療法成為常規醫療實踐的一部分之前需要進行更多的研究，但幹細胞的科學一直在發展。

在幾乎每個治療領域，人們都希望幹細胞技術能夠徹底改變治療規範，並至少引入個性化治療的新標準，甚至是身體的自我修復。

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