第二章人类胚干细胞培养的新方法人类胚干细胞培养-csmuedutw.pdfVIP

第二章第二章 ：人類胚幹細胞培養的新方法：人類胚幹細胞培養的新方法 第二章第二章 ：：人類胚幹細胞培養的新方法人類胚幹細胞培養的新方法 人類的胚幹細胞(hESCs, human embryonic stem cells)是由 3 到 5 天的囊 胚中的內細胞團 (ICM, inner cell mass)分離培養而得 ，第一株人類的胚幹細胞 株是由美國威斯康辛大學麥迪生分校的 Thomson 等人所分離 ，之後陸續有人類胚 幹細胞被發表 ，截至2006 年元月一日止 ，於美國NIH 的 PubMed 資料庫中曾經有 相關論文發表的 hESCs 有 163 株，至於尚未發表的 ，那就更多了。 人類胚幹細胞的特性已經於剛開始的章節介紹過了。基本上，其特性包括高 核質比 、明顯的核仁，且具有明顯的細胞株型態。人類的胚幹細胞與小鼠的胚幹 細胞一樣 ，有高度的終端酶(telomerase)活性表現和特殊的表面標誌分子 ，例如 SSEA4、Tra-1-60、Tra-1-81，不過和小鼠胚幹細胞不同的是沒有 SSEA-1 的表現 。 此外 ，人類胚幹細胞也高度表現POU、Oct-4 和 Nanog。在適當培養條件下 ，人 類的胚幹細胞會持續增殖 ，且在體外和體內系統中皆有分化成三胚層細胞的能 力，這在類胚胎體(EB)的相關實驗中有很充分的證明 ，另有一些證據來自於將胚 幹細胞注射進入 SCID 小鼠而形成畸型瘤的實驗結果 ，SCID 小鼠因為嚴重的複合 性的免疫缺陷 ，可容許胚幹細胞生長，因此可作為一種研究模式，而這一類的研 究模式在未來的藥物發展 、毒性試驗及再生醫學研究中皆扮演重要角色。 在分離 人類的胚胎幹細胞時，所用的培養技術和小鼠的胚胎幹細胞很相似， 不過研究人員 很快就發現小鼠胚幹細胞可以不用餵養細胞培養 ，只要培養液中加 入 LIF(Leukemia inhibitory factor)即可 ，但是同樣的方法不適用於人類胚幹 細胞 ，因為LIF 所活化的 STAT3/gp130 訊息傳遞並不足以讓人類胚幹細胞保存自 59 我更新的能力 ，也因此，人類的胚幹細胞大都由餵養細胞來支持，不過這樣的培 養技術難免會有小鼠胚胎 纖維母細胞(作為餵養細胞)帶來的污染危險 ，雖然 Amit 及其同事於 2005 年發表並沒有人類胚幹細胞受污染的證據 ，特別是餵養細 胞帶來的病毒污染目前尚未發現 ，不過同樣的2005 年也有 Martin 及同事發表人 類胚幹細胞受到小鼠基因感染的報告 ，因此展望未來，如果人類胚幹細胞想應用 於臨床疾病治療 ，防止污染是必需開發的技術。 有沒有其他的餵養細胞有沒有其他的餵養細胞 ？ ？ 有沒有其他的餵養細胞有沒有其他的餵養細胞 ？？ 既然 小鼠胚胎纖維母細胞(MEFs)有污染之疑慮，取用其他餵養細胞可能是較 佳的選擇 ，因此，於 2002~2005 年中，有 20 餘株細胞株被開發用以作為人類胚 幹細胞的餵養細胞 。例如STO 是一株小鼠胚胎纖維母細胞 ，於 2004 年被開發出， 其相對於 MEFs 的優勢是其為不死細胞株 ，因此容易複製取得。將人類胚幹細胞 培養於 STO 細胞上和於培養 MEFs 一樣 ，生長狀態類似，表現的表現抗原類似， 且長期培養不會導致染色體異常。不過Xu 等人於 2004 年發現以 STO 細胞處理過 的細胞培養液會增加胚幹細胞的分化比率 ，因此STO 細胞大概僅能作為降低準備 MEFs 工作量的暫時取代物 ，而不能完全取代MEFs。 爲了完全去除用小鼠細胞作為餵養細胞所帶來的可能感染危機 ，Hovatta 等 人於2003 年用新生兒的人類皮膚纖維母細胞來分離胚幹細胞 ，並獲得相當成 功。使用該細胞已成功維持人類胚幹細胞 9 個月之久 ，並且維持其應有特性，包 60 括正常的染色體分析結果 ，正常的表現標誌分子及維持植入SCID 鼠會長出畸型 瘤的能力 ，最重要的是，它是由人類細胞得來的而非小鼠細胞。另外，Richards 等人曾比較各種細胞餵養hESCs 的結果，發現胎兒的皮膚細胞和成年的輸卵管上 皮細胞皆能支持分化的 人類胚幹細胞達20 個繼代 。這些餵養細胞是由人的血清 代替胎牛血清來培養的 ，不過後來的研究發現以人的血清培養 10 個繼代胚幹細 胞後