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臍帶間質幹細胞可望成為幹細胞治療的標準
05 Jan 2017
文.圖 / 再生緣事業開發部 洪一峯 博士



間質幹細胞(mesenchymal stem cells,MSCs)具有自我更新、分化增殖、旁分泌素的效果和多向分化潛能的特點,在再生醫學上具有極重要的價值。間質幹細胞的來源雖然很多,和其他成人幹細胞的來源比較起來(骨髓、脂肪、牙周韌帶、牙髓),臍帶間質幹細胞被認為是更原始、更具增生能力及免疫抑制力,因此具有用來治療自體免疫和各種退化性疾病的潛力。

相較於其他部位間質幹細胞的取得來源,由臍帶的瓦頓氏凝膠(Wharton’s jelly WJ)萃取的臍帶間質幹細胞更為原始,性質介於胚胎幹細胞和成人幹細胞之間,容易取得為數龐大的間質幹細胞,其端粒酶(Telomerase)活性也比較強;以致於增殖速率和能力快而強。與其他來源間質幹細胞比較,臍帶間質幹細胞也不易導致畸胎瘤,而且具有很強的免疫調節能力。


圖一:幹細胞的分化能力
細胞的型態和增殖能力:

間質幹細胞的分化能力非常重要,因為這關係到了未來細胞治療和組織工程的應用。與其他常見的幹細胞比較起來(如:脂肪幹細胞),臍帶間質幹細胞能夠在的更多繼代數中保持年輕的活力而不老化,增殖能力較強,需較短時間便能倍增幹細胞數量。

細胞表面標誌:

和骨髓幹細胞比較起來,臍帶間質幹細胞的HLA-ABC (與免疫辨識力有關)表現量非常的低,這代表了臍帶間質幹細胞在異體的細胞治療上有極大的應用潛力。

臍帶間質幹細胞(WJ-MSC)的抗腫瘤能力:

長久以來,科學家一直在爭論間質幹細胞具有促進癌細胞生長或是抑制癌細胞生長的能力,由於間質幹細胞來源不同、實驗的腫瘤模型不同、投予的方式不同,因此出現極大的差異。日本的研究學者Akimoto比較臍帶間質幹細胞和脂肪間質幹細胞對神經膠母細胞瘤”glioblastoma multiforme, GBM”(一種惡性腦瘤)細胞生長的影響。在體外及體內的實驗中,臍帶間質幹細胞誘導GBM的細胞凋亡;相反的,脂肪間質幹細胞卻是促進GBM細胞的生長。誘導細胞凋亡的機制,可能是經由CXCL12基質細胞衍生因子和tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)腫瘤壞死因子分子配體。此外,韓國的科學家Han,研究臍帶間質幹細胞對前列腺癌細胞PC-3的影響;發現臍帶間質幹細胞可以促進PIC-3的凋亡;凋亡的機制與Jnk的活化及抑制PI3K/AKT的磷酸化有關。

臍帶間質幹細胞用於治療疾病的潛力:
結論

目前有愈來愈多的疾病,在最後階段不得不採取器官移植和細胞治療的方式處置。間質幹細胞治療,能提供器官損失的細胞和重建生理的微環境,患者接受治療後也不會有排斥的問題。臍帶間質幹細胞為一相對新的間質幹細胞來源,實為提供一項傳統治療無法改善的退化性疾病的新工具。

文獻參考:
  1. Omar, RE., et al, Tissue Engineering, 20, Nov 5, 2014
  2. Messerli M., et al, Reproductive Science 20(12), 2013
  3. Wyles, CC., et al, Stem Cell and Cloning: Advances and Applications 8, 2015
  4. Niu JW., et al., Clin Transl Degener Dis Nov 10, 2016
  5. Cassar P. et al.,, Open Journal of Pathology 6, 2016




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