再生醫學

1. 再生醫學 組員: 林柏宇 李玟毅 王盟凱 石志盛 蘇致遠 羅予呈

2. 目錄 壹、工作分配 貳、前言 参、什麼是再生醫學? 肆、認識幹細胞 伍、各種器官的再生醫學 陸、重點回顧 柒、結語 捌、資料來源

3. 壹、工作分配 搜尋資料:石志盛、王盟凱 彙整資料:羅予呈、蘇致遠 製作PPT:李玟毅 修改PPT:林柏宇

4. 貳、前言 從人類的起源變革至今，生活於各個時空下的人們，在面對生命的無常與病疾時，都是仰賴其所學的醫學技術來治療。在現今這藥物多樣、醫療成熟的時代，若能夠有更進一步的研究與創新，都將是俱有劃時代的歷史意義。 而近幾年來醫學家所發現的幹細胞療法，就是一項新的再生醫學技術，也可以說是醫學史上重要的里程碑。它不僅是技術創新的極至，也是醫療手法的突破；是文明的大躍進，更是人類生命科學的新契機。希望藉由這份報告帶領大家更進一步認識、了解再生醫學。

5. 参、什麼是再生醫學? 二十一世紀後期，醫學界有一種新的觀念產生，因為它有別於現存於醫學界的「治療醫學」與「預防醫學」兩種概念，因此號稱為第三類醫學。 這個第三類醫學，就是「再生醫學」，再生這兩個字指的是讓已經失去作用的器官或組織重新生長出來。

6. 再生醫學是製作具有功能與生命性的身體器官組織，適用於修復或是替換身體內，因老化、生病、受損等造成之不健康的器官與組織。或是以其他的方式，刺激體內組織或是器官再生之方法。通常在這領域工作者，會在實驗室中，培養身體內的組織或是器官後，用安全性地移植方式，移植至病患身體中。再生醫學是製作具有功能與生命性的身體器官組織，適用於修復或是替換身體內，因老化、生病、受損等造成之不健康的器官與組織。或是以其他的方式，刺激體內組織或是器官再生之方法。通常在這領域工作者，會在實驗室中，培養身體內的組織或是器官後，用安全性地移植方式，移植至病患身體中。 再生醫學的目的，在於解決器官捐贈者不足的問題。

7. 肆、認識幹細胞 一、什麼是幹細胞? 幹細胞是一群尚未完全分化的細胞，同時具有分裂增殖成另一個與本身完全相同的細胞，以及分化成為多種特定功能的體細胞兩種特性。幹細胞在生命體由胚胎發育到成熟個體的過程中，扮演最關鍵性的角色，即使發育成熟之後，一般相信幹細胞仍然普遍存在於生命體中，擔負著個體的各個組織及器官的細胞更新及受傷修復等重責大任。

9. 二、幹細胞的分類 幹細胞依其分化潛能被分為三類: 全能幹細胞、多能幹細胞、單能幹細胞。 又可依其發育先後順序被分為: 胚胎幹細胞、成體幹細胞。 又可依其分化組織名稱分類，例如: 神經幹細胞 、牙齒幹細胞、表皮幹細胞等

10. 全能幹細胞 多能幹細胞 依其分化潛能分類 單能幹細胞 胚胎幹細胞 依其發育先後順序分類 成體幹細胞 神經幹細胞 牙齒幹細胞 依其分化組織名稱分類 表皮幹細胞

11. (一) 依其分化潛能分類 1.全能幹細胞: 「它具有形成完整個體的分化潛能」。 簡單而言，它就是所謂的胚胎幹細胞，具有形成完整個體的分化潛能。 例如:受精卵在桑椹胚階段，可以分化出許多全能幹細胞，取其中任何一個放 入女子子宮內，皆可發育成完整個體。 2.多能幹細胞: 「具有分化出多種細胞組織的潛能，卻失去發育為完整個體的能力」 簡單來說，就是分化潛能受到了一定的限制。 例如，骨髓多能造血幹細胞，它可以分化出至少十二種的血細胞，卻不能分化出完整的 個體。 3.單能幹細胞: 「此類幹細胞只能朝單一類型或密切相關的兩種類型的細胞分化」。 這類幹細 胞是所有幹細胞中發育等級最低等的。 例如:上皮組織基底層的幹細胞，和肌肉中的成肌細胞都類屬於單能幹細胞。

12. （二）依其發育先後順序分類 依其發育先後順序分類 1.胚胎幹細胞: 「所謂的胚胎幹細胞是在人胚胎發育早期 — 囊胚中的細胞。」 在現代的醫療技術開發中，胚胎幹細胞移植，取代了傳統的藥物 療法，並為醫療技術開創一面新格局。但目前使用胚胎幹細胞技 術仍然不穩定。 2.成體幹細胞: 「成體幹細胞是出生後遺留在各種組織器官內的多能幹細胞。」 此類幹細胞的功能雖然不比胚胎幹細胞的可塑性高，但是 成體幹細胞的應用並不會牴觸人類倫理道德或宗教教義，取得上 也較為容易，但數量卻相對稀少。 （三）依其分化組織名稱分類: 例如:神經幹細胞 、牙齒幹細胞、表皮幹細胞等。

13. 伍、各種器官的再生醫學 一、牙齒再生 二、神經再生 三、軟骨再生

14. 一、牙齒再生 1.由牙齒發育探討牙齒再生 因為牙齒本身即是一個完整的器官，其胚胎發育過程及發育原則與 其他器官類似，都是經由外胚層的胚胎上皮細胞與中胚層的間葉細胞交互作用 在牙齒發育過程中所需的各種生長因子及訊息傳導因子皆已陸續被發現，而更有意義的是大部分訊息傳導因子，除了在牙齒發育過程一直扮演重要角色外，也同時對其他器官有著極重要的導引作用；瞭解牙齒發育的訊息傳導因子，也可明白天生顎顏面生長缺損造成牙齒發育不全的因素，進而予以預防治療。帽狀期含有牙釉質器官上皮細胞及牙本質間葉細胞，將此二者分離之後再放在一起，於體外分開培養即可形成牙齒雛型；利用骨髓幹細胞來源作為間葉細胞，與牙釉質器官的上皮細胞一起作用亦可發現具有形成牙齒成份的傾向，由此更確認牙齒再生的可行性。

15. 牙齒發育形成圖

16. 2.牙齒幹細胞的發現 牙齒幹細胞有很多種，在牙齒所發現的各種幹細胞均極具潛力，目前已發現的有：乳牙牙髓幹細胞，恆牙牙髓幹細胞，未完全發育牙根尖幹細胞，牙周幹細胞等。乳牙牙髓幹細胞存在於乳牙牙髓，可被引導分化為骨，軟骨，神經等，在相關的骨再生、神經再生皆有可能應用，現在已有乳牙銀行的產生，以保留脫落的乳牙，可分離乳牙牙髓幹細胞作為將來可能的應用，以補足未留下臍帶血的遺憾。在恆牙的牙髓中亦可找到幹細胞，並且證實具有轉分化為牙本質母細胞，促進牙本質再生的作用，可用於治療齲齒和覆髓細胞治療

17. 而在牙根發育約2/3之根尖，具有相當特別的牙根尖幹細胞，可促進牙根發育、牙本質及牙周的形成，因此可應用於治療牙斷裂或根尖發育不全，如合併牙周幹細胞亦可治療因受到撞擊的牙根重植之修護。研究發現利用氫氧磷灰石作用牙根中間管狀，放置牙根尖幹細胞，周圍放置牙周幹細胞，植入豬的口內，可形成具牙周膜之牙根，甚至可利用此牙根在其上製造牙冠，不失為缺牙患者的福音。牙周幹細胞可應用於促進牙周之再生，可用於治療牙周病，將來可針對拔下的埋伏智齒的牙周加以利用。

18. 牙齒幹細胞的應用

19. 3.牙齒再生的展望 (1)找到簡單而快速可控制牙齒發育的方法 (2)預測及控制牙100齒的形狀及大小。 (3)分離牙胚中牙釉質器官上皮細胞及間葉組織中所含 的成體幹細胞並鑑定特性。 (4)找出在牙齒發育階段後期所含的幹細胞。 (5)探討成體幹細胞如何對於外界機械作用力及感應化 學物質的訊息，而成為具牙齒再生力的細胞。

20. (6) 分離並利用成人骨髓幹細胞及牙髓幹細胞中具牙 齒再生力之幹細胞。 (7) 模擬上皮細胞與間葉細胞在牙齒發育中的交互作 用，以促進牙齒再生機制。 (8) 探討適合牙胚細胞生長的生物性支架設計 (9) 探討牙齒再生過程不同階段中，與周圍牙槽骨組 織所發生的各種訊息傳導機制。

21. 二、神經再生 １.神經細胞 神經組織包含兩種類型的細胞，即神經元細胞及神經 膠細胞。 神經元細胞包含一個細胞體及許多神經纖維的突起， 可接受訊息並把它傳入稱為樹突的細胞體突起，把訊 息傳出細胞體的稱為軸突，因而神經元擔負起訊息的 接收、整合及傳達的工作。神經膠細胞則負責支持、 保護神經元並提供營養，可分成頩狀膠細胞、寡樹突 細胞、小膠細胞、室管膜細胞及許旺氏細胞。

22. 2.神經幹細胞 所謂的神經幹細胞，是指具有分化為神經元、頩狀膠細胞和寡樹突細胞的能力，並能進行自我更新、分裂增殖，足以提供腦組織的細胞。根據目前的研究發現，神經幹細胞主要存在於成體動物腦內多處，最主要分布在室管膜綒區，緊鄰大腦的側腦室壁，及海馬的齒狀回，有極佳的神經再生能力。另外，從脊髓中也能分離出神經幹細胞

23. 神經幹細胞分化過程

24. 3.神經幹細胞的特質 神經幹細胞有兩種不同的增生分裂特性。一種是對稱分裂，即形成兩個相同的神經幹細胞穀維持自身的存在。 另一種是非對稱分裂，其中一個子細胞不可逆地走向分化的終端，而成為功能專一的成熟細胞，另一個子細胞則保留親代的特徵，仍做為神經幹細胞保留下來。 科學家更進一步發現腦組織內還存有這些具多向分化潛能的神經幹細胞，這個重大發現打破了傳統認知中「神經系統損傷後不可再生」的觀念。此外，神經幹細胞也具有良好的組織融合性。這說明了移植的神經幹細胞與宿主神經組織具有良好的融合性，這些特點將可確保移植的神經幹細胞得以長期存活，並能達到與宿主神經組織聯繫的修復功能。

25. 4.神經幹細胞移植的優點 (1)神經幹細胞可以分化成神經元和神經膠細胞，結構 上易與宿主固有組織融合而有較低的免疫反應 (2)能在腦內做遠距離遷移活動 (3)對宿主中樞神經系統損害較小 (4)不會干擾其他正常的腦細胞功能 (5)基因表達比較穩定，維持時間比較長 (6)在中樞神經系統中，它不受限於腦血管障壁的移障， 能直接穿透進入中樞神經系統，運送基因產物或替 換失去功能的神經細胞。

26. 5.神經幹細胞的應用 神經幹細胞在醫學上主要可應用在神經性退化疾病的治療、神經的再生與修復等，例如: (1)脊髓受傷 (2)腦中風 (3)阿茲海默氏症 (4)帕金森氏症 (5)腦部創傷等病患是最有可能的受惠者

27. 三、軟骨再生 膝關節軟骨的病變依程度不同可分為兩大類：半層缺損及全層缺損，其中半層缺損為關節面軟骨組織的局部受損或剝蝕，尚未到達下層的硬骨層；而全層缺損則為軟骨組織的受損或剝蝕已深入下層的硬骨層。 　　目前主要的治療方式有：藥物治療方法、人工關節置換、自體軟骨細胞植入 、馬賽克鑲嵌術，或者利用骨髓剌激的方式，面臨老化威脅，軟骨組織的再生除了要讓受損的軟骨組織重生外，如何回復退化性關節炎的關節面軟骨的耐受力也是再生醫學的範疇內。目前治療法以細胞為基礎的治療為主，即是藉由植入細胞或組織工程製成的軟骨而達成

29. 1.軟骨再生治療方法 方法(1): 是將自體的軟骨細胞自關節表面取出， 經培養增殖後，將之移植到有軟骨缺損 的骨膜帳之下生長。經動物實驗發現修 補的組織有退化情形，成效也有很大的 差異。且必須取自體的軟骨細胞，其來 源有限，也會造成取細胞處的ㄧ些病態。

30. 方法(2): 將骨髓基質細胞自骨髓中分離出來後，經過擴張 數量培養之後，重新植入支架中以修補軟骨的缺 損。在植入之後，骨髓基質細胞會進行在地的特 定性分化及在表面的缺損處形成一個軟骨區域， 而血管組織則在基部形成。 使用骨髓基質細胞的優點是: (A)取得較容易，只需要一根較粗的針筒，不須 另一次手術，也不會造成取細胞處的病態產 生。骨髓基質細胞是屬於一種中胚層幹細胞， 具有自行再生及分化成數種中胚層細胞的能力。 (B)不會引發免疫上的排斥，這代表著不一定要使用 自體的細胞，也可以使用他人的細胞。，

32. 陸、重點回顧 1.再生醫學的目的是什麼? →主要解決目前器官捐贈仍然不足的問題。 2..再生醫學是什麼? →再生醫學是製作具有功能與生命性的身體器官組織， 適用於修復或是替換身體內，因老化、生病、受損等造成之不 健康的器官與組織。 3.幹細胞是什麼? →幹細胞是一群尚未完全分化的細胞，同時具有分裂增殖成另一 個與本身完全相同的細胞，以及分化成為多種特定功能的體細 胞兩種特性。

33. 柒、結語 除了我們所報告的三個再生醫學在器官上的應用以外，還是有其他器官正在研究中或是成功的例子。而每當人體的一個器官成功的再生出來，代表著其他人體的各個器官的再生可能性又再次大大的提高，這些在未來都是我們值得去期待的，只是需要接受長時間的考驗與研究。 再生醫學的開發與成功對於需要接受更換器官的患者來說是一大福音，因為不用在人數眾多的名單中排隊等待接受器官移植，也不需要擔心是否有合適的捐贈器官出現。

34. 再生醫學是仍然一個充滿未知的領域，它開啟了人類醫學史上前所未有的新局面。藉由幹細胞的應用技術，如果人類老化以及受損的細胞都能夠透過再生醫學，進而得到再生與修復，甚至培養自身所需的組織器官，再生醫學是仍然一個充滿未知的領域，它開啟了人類醫學史上前所未有的新局面。藉由幹細胞的應用技術，如果人類老化以及受損的細胞都能夠透過再生醫學，進而得到再生與修復，甚至培養自身所需的組織器官， 不過，再生醫學在推廣上也將面對許多難題，它與道德倫理的衝擊，與宗教信仰的矛盾，與法律條規的相抵等，都是不容忽視的課題。 希望未來的再生醫學研究上，可以持續的不斷創新與突破，進而解決更多人體的疑難雜症。

35. 捌、資料來源 http://blog.xuite.net/revember/regenerative http://www.shs.edu.tw/works/essay/2010/11/2010111421503338.pdf http://www.24drs.com/consumer/knowledge/stemcell/main.htm http://www.alum.ntu.edu.tw/wordpress/?p=7611 http://homepage.ntu.edu.tw/~ntucdbrm622/talk3.pdf http://www.tmuteethbank.com.tw/teethbank/images/stories/photo_qu068.jpg http://203.145.193.110/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9606/9606-04.pdf http://ejournal.stpi.narl.org.tw/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9108/9108-06.pdf

36. 謝謝觀賞