新細胞論 – 胚胎幹細胞

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篇名：

新細胞論 – 胚胎幹細胞

作者：

朱君樺。私立立志中學。綜合高中二年二班。

黃慧雯。私立立志中學。綜合高中二年二班。

指導老師：

廖培璋老師

新細胞論 – 胚胎幹細胞

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目 錄

壹● 前言

貳● 正文

一、幹細胞

(一) 甚麼是幹細胞

(二) 幹細胞的爭議

(三) 用在疾病上的影響

◎嚴重肺臟損害的紅斑狼瘡

◎使梗塞的心肌再生

◎改善帕金森病的症狀

◎治癒嚴重聯合免疫缺陷病（SCID）病人

二、胚胎幹細胞

(一) 何謂胚胎幹細胞

(二) 胚胎幹細胞的組成

(三) 如何取得胚胎幹細胞

(四) 研究發展歷史

參● 結論

肆● 引註資料

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壹● 前言

現代的醫療技術日益進步下，人們在這其中發現了一種新的細胞，在醫界引起軒

然大波，那就是耳熟能詳的「幹細胞」。由於幹細胞有著可分化成各種細胞組織

的能力， 血液細胞、內臟細胞，甚至是神經細胞，醫治了許多以傳統的醫療技

術無法醫治的疾病，透過細胞再生的方式來治療。許多的研究人員依次次的嘗

試，找出適當的辦法，替許多的絕症病患帶來了一線曙光。

但，幹細胞生物學的研究與應用幾乎涉及了所有的生命科學和生物醫藥學，除了

在細胞治療、組 織器官移植、基因治療外，還可在新基因發現與基因功能分析、

發育生物學模型、新藥開發 和藥效、毒性評估等領域產生重要影響。同時，由

於幹細胞研究涉及到的幹細胞來源、人與 動物細胞核物質的互換、無性複製人

等問題所引發的社會問題、倫理學問題等也備受各界人士關注。

貳● 正文

一、幹細胞簡介

(一) 甚麼是幹細胞

『幹細胞（stem cells）是一群尚未完全分化的細胞，所以幹細胞擁有能夠不斷增

殖成長與「自身完全相同的幹細胞」和分化成「各種不同功能的體細胞」兩種能

力。當身體在發育成長時、受傷時、或受到外來細菌或病毒的攻擊時，幹細胞能

複製 分裂成許多細胞，再進一步地分化成特化的體細胞，修補缺損的組織或取

代死亡的細胞。』

依照幹細胞的種類可分為「造血幹細胞、間質幹細胞、神經幹細胞、皮膚幹細胞、

胚胎幹細胞、血管內皮幹細胞，各種專能幹細胞(肝臟幹細胞、胰線幹細胞、腸

上皮幹細胞及生殖幹細胞)。」。若根據幹細胞的功 能來分，又可以分為全能性

幹細胞（指有能力成為一個完整個體的細胞，可分化 的路徑多達兩百多種。）、

多能性幹細胞（指自胚胎內部所取得的內細胞群，具 有分化成三層胚層能力的

細胞。）和專能性幹細胞（指存在於成體的各部位組織， 專門分化成某一類型

的細胞，以進行組織修復及更新。）由於幹細胞的能力有著 強弱之分，若要實

際應用，全能性及多能性幹細胞的能力最強，科學家控制其分 化效果也最好，

是發展前景較被看好的細胞。而從胚胎發育過程皆可得到這些細胞。

(二) 幹細胞的爭議

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胚胎幹細胞的爭議仍在抬面下持續進行，在國家健康協會的廣大院區的某處，私

人與公家的利益關係人正私底下運作，以進一步界定布希總統對於胚胎幹細胞研

究的新政策。畢竟，這是一個全新的治療方法，同時也關係著數十億美金的利害

關係。

在研究案例中，一名男性患者接受了一位女性捐贈者的心臟，瓦爾哈拉紐約醫學

院的 Federico Q uaini醫師和同事，應用 Y-染色體來檢測移植後表達幹細胞抗原的

未分化細胞，從而區分捐贈者的未分化細胞和接受者的原代心肌細胞。作者寫

到：「我們的結果發現，將接受者的原代心肌細胞轉移至移植後的心臟中，能產

生結果較佳的心臟嵌合。幹細胞和原代細胞，在對照組心肌中得到肯定，在移植

後的心臟中數量增加」。移植後的心房中出現比心室中更多的原代細胞，包含

Y-染色體的細胞比例為 12% 至 16% 。未分化細胞不會表達骨髓標記物。

(三) 用在疾病上的影響

◎嚴重肺臟損害的紅斑狼瘡

『2002 年 6月 7日報導─據《A rthritis & Rheum atism 》雜誌 6月份一期中一項單

個病例的報導，自體同源性血液幹細胞的移植，可能可以有效治療系統性紅斑狼

瘡(SLE)。』在移植 CD 34+細胞後進行一段免疫抑制的治療後，一位伴有嚴重肺

臟損傷且對藥物治療無效的女性患者，可以在 21個月內不用任何的藥物治療，

而且肺臟和腎臟的功能得到了恢復。

奧地利維也納大學的 M . Brunner醫師，和他的同事們寫道：「對於患有嚴重自身

免疫性疾病的患者包括 SLE，利用移植自身同源性血液幹細胞的方法，來清除免

疫系統中自身免疫性 T 細胞是一種治療的選擇。」

◎使梗塞的心肌再生

2001年12月21日──最近在佛羅里達州奧蘭多市召開的第四十三屆美國血液學

會年會上，有研究報導，向梗死的小鼠心組織中，注射骨髓幹細胞，可以使功能

性心肌再生。成人幹細胞可用於修復器官並且可用於治療心臟病，以及其他疾病

的理論，看來已經更進一步成為事實。

Orlic的研究小組在小鼠體內引起心梗，對實驗組進行 cytokine治療，並將骨髓幹

細胞注射入鄰近梗塞心肌的健康心肌中。心肌梗塞 27天後，70％的採用 cytokine

治療的心肌梗塞的小鼠，呈現再生的跡象，肌細胞開始生長含有成熟紅細胞的血

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管形成，顯示這些血管與存活的冠狀動脈連通。基因標誌物顯示，心臟中的再生

細胞，是由最初的骨髓細胞轉化而成。「骨髓幹細胞為修復梗塞心肌，提供一種

治療策略。」

◎改善帕金森病的症狀

2002年 4月 10日－美國神經外科醫師協會(A A N S)於 4月 8日舉行了第70屆年度

會議。會議上提供的一項研究資料發現，自體神經幹細胞移植改善了 1名帕金森

病患者的肌肉運動功能，使他減少了對 L-D opa的需求量。

移植 3個月以後，毫不知情的醫師對他進行了神經系統檢查。該名患者同時採用

常規的藥物治療，肌肉運動評分改善了 37%，螢光 Dopa性能鑒定試驗顯示，Dopa

胺的利用率增加了 55.6% 。移植 1年以後，對患者進行了帕金森病統一評定量表

(U PD RS) 的調查，如果考慮藥物療法的影響，評分改善了 81% ，如果排除藥物

的影響，評分改善了 83% 。等同 L-D opa攝入量減少了 50% 。

作為帕金森病的一種治療方法，自體幹細胞移植的有利之處包括：避免了圍繞胚

胎幹細胞的倫理學擔憂，在移植部位無免疫反應，提高移植細胞的存活率，降低

傳染病的發生率，而且無須免疫抑制劑或類固醇藥物

◎治癒嚴重聯合免疫缺陷病（SCID）病人

AD A -SCID 的嬰兒缺少繁殖免疫細胞時所需的 AD A 酵素而造成 SCID，這種病人

需要被隔離在一個無菌的環境中。傳統的給予規則注射牛 AD A 的療法非常昂

貴，且只有部分有效。

骨髓移植在某些時候是很有效的，但是有相當大的風險，特別是當供體不匹配

時。在注射的幾週內，工程幹細胞遷移到骨髓中，使 B 細胞，T 細胞和 NK 細胞

增加。幾個月內，抗體水準增至對破傷風疫苗和其他病原體有正常的反應。一年

後，其中一個病人不再有呼吸道感染，慢性痢疾和疥瘡。

二、胚胎幹細胞

(一) 何謂胚胎幹細胞：

如前言，幹細胞是一種具有無限或可被延長自我修復能力的細胞，且至少能夠形

成一種分 化的組織；胚胎則是受精卵產生之後，經過多次細胞分裂所形成的細

胞團，在八週以前都稱做胚胎。而胚胎幹細胞呢？顧名思義，就是取自胚胎的一

種幹細胞。

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根據美國國家衛生院最早為人類胚胎幹細胞所下的定義，它具有以下特性：

1.細胞必須來自於囊胚細胞的內細胞團。

2.必須可以無限的細胞分裂，並保持在原始不分化的狀態。

3.能夠持續穩定的雙套正常染色體的狀態。

4.此細胞將來可以分化成各種胚胎層的細胞，即身體各種功能的細胞。

5.單一細胞即可以培養成細胞株。

6.可以被誘導產生細胞分裂或分化。

7.細胞中沒有 X 染色體的去活化現象。一般而言，成體的女性體內的兩條 X 染

色體色體，其中一條會有去活化的現象。

(二) 胚胎幹細胞的組成

『當受精卵形成囊胚（約 5∼7 天）時，囊胚含有約 140 個未分化的細胞，它的外

表是一層扁平細胞，稱為「滋養層」，可以發育成胚胎的支援組織。中心的腔稱為

「囊胚腔」，位在腔內一側的細胞群，稱為「內細胞群」，也就是所謂的「胚 胎幹

細胞」，這些細胞在體外環境下培養時如果加入白血球抑制因子，能讓細胞 保持

在未分化的階段，一旦去除掉白血球抑制因子，它們就可進一步分裂、分化 形成

內、中、外三個胚層，每個胚層再分別分化，最後形成人體的各種組織和器 官。

不過這牽涉到倫理和宗教問題，使得科學家開始尋找另一種幹細胞的來源， 便

是成體幹細胞。』

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這是受精後 5~6天的人類細胞，稱為胚囊。

剝開囊胚取出的內部細胞圖（圖中紅色突出部份，

可用來製造胚胎幹細胞。）

(三) 如何取得胚胎幹細胞

目前取得胚胎幹細胞的胚胎來源有四種：

1.以體外受精（In Vitro Fertilization,IV F）方式製造，在實施不孕症治療（人工生

殖）後，剩餘得銷毀之人類胚胎。

2.純為研究目的而以體外受精（IV F）方式所製造的人類胚胎。

3.以體細胞核轉移（SCN T），即一般所說的複製或無性生殖技術，所製造的人類

胚胎。

4.以體細胞核轉移（Som atic CellN uclearTransfer, SCN T）或其它嵌合技術所製造的

人獸 混合胚胎

5.按照衛生署「胚胎及胚胎幹細胞研究條例草案」的內容，除了禁止以體外受精

方式製造 研究用人類胚胎外（第二種），其餘三種方式皆可使用！

(四) 胚胎幹細胞研究歷史：

1878 年 有人試圖在體外使哺乳動物的精卵結合，但沒有成

1964 老鼠的胚胎癌細胞株被建立。

1980 年 科學家們至此才有技術將外來幹細胞打入老鼠囊胚，產生具有外來遺傳

物質的胚胎，開啟了幹細胞的研究。1968 年，人類精卵的結合成功，但是一直

到 1978 年，才誕生了全世界第一個試管嬰兒；接著 1983 年全台灣

1981 年老鼠的胚胎幹細胞被建立。

1984 年人類的胚胎癌細胞株也被建立。

1994 年新加坡的 Bongso 教授，利用共同培養的技術，成功地從內細胞團裡培

養出類似的胚 胎幹細胞，但是當中已經有一部份細胞已經分化成滋養層細胞或

纖維母細胞。

1995 年猴子的胚胎幹細胞株被建立。

1998 年人類的胚胎幹細胞被正式建立。

2001 年 美國科學家發表了複製人類胚胎可為醫療複製提供源源不斷的幹細胞。

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2004 年 南韓科學家分別從冷凍胚胎及複製人體胚胎中，成功的取出了珍貴的幹

細胞。歷經一百多年研究數據累積，我們才得以正式開啟胚胎幹細胞 的大門。

但目前 我們所知的一的切，不過是此殿堂浩瀚學海的一條小支流罷了，等待我

們後面的，是更多亟待被發現的奧秘。

參● 結論

諾貝爾獎得主史密西斯博士曾說：「科學不只是在追求真理、挑戰及專業，科學

目的是在使 得社會不同領域的人能相互合作，以促進社會福址，我們都是科學

的一份子。』，對科學的 熱愛與堅持，讓我們懂得在這次的報告中相互合作，

學習分工及統整等能力，並在研究的過 程中，經由討論及交流，使報告更為完

整。

幹細胞是一項很好的工具，好好發展或許現在所不能醫治的並在未來都是能痊癒

的。只是在那之前還必須克服很多問題，破壞胚胎所引發的倫理爭議、不夠完備 的

法律制度、在很多資源不足的情況下要怎麼繼續發展，這種種的問題都是值得 我

們去深思、研討和改善的部份。

期許未來人們能夠克服這些問題，發展出更進一步的醫療技術，提高醫療的水

準！

經由對幹細胞的了解，讓我們對未來所抱持的理想更為確定，幹細胞的研究將

會是一片光明， 會再為二十一世紀開啟歷史新頁，也希望我們的夢想──為人

類社會研發更多幹細胞的應用， 帶來更多的幸福給全世界！

肆● 引註資料

一.行政院國家科學委會

二.安˙帕爾森（A nn B. Parson）。海神效應──幹細胞與其對醫學的承諾

三.藍札（RobertLanza）。羅森塔爾（Nadia Rosenthal）。幹細胞的挑戰。科學人第29

期（2004 年七月）

四.《經典》雜誌（第 81 期）

五.台灣大百科全書

六.《科學發展》（2007 年六月。414 期）

七.林雨靜。胚胎幹細胞研究的爭議。國政分析（2002 年九月）

八.林正焜。細胞種子──認識幹細胞與臍帶血

九.劉承慶律師。我國胚胎幹細胞研究之法律規範現況簡介

十.陳宜中。中央研究院中山人文社會科學研究所

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十一.國際厚生健康園區。

http://w w w.24drs.com /consum er/know ledge/stem cell/m ain.asp

十二.科普知識。http://w w w.nsc.gov.tw /_new files/popular_science_top.asp

十三.台灣幹細胞學會。

http://w w w .tsscr.org.tw /tsscr_ch/index.php?option=com _frontpage& Item id=1

十四.幹細胞與組織工程教學資源中心。

http://www.mc.ntu.edu.tw/department/anatomy/web-OK/goal.htm

十五.科學人雜誌網站。

http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=489&CL=4