治療方式 (依疾病分類)
臨床數據
臨床試驗中使用MSC治療之適應症。資料來自352項已登錄之臨床試驗。
臨床試驗中使用MSC治療之適應症。資料來自352項已登錄之臨床試驗。
引用來源：Stem Cell Therapies in Clinical Trials: Progress and Challenges. Trounson, Alan et al. Cell Stem Cell, Volume 17, Issue 1, 11–22.
老化相關疾病
多能性幹細胞具有顯著的自我更新能力，並可分化為多種不同類型的細胞。近年來，越來越多證據顯示，老化過程可能會對幹細胞造成不利影響。當幹細胞發生老化時，其再生能力可能下降，分化為不同細胞類型的能力也可能出現變化。
因此，因老化所導致的幹細胞功能下降，可能在多種老化相關疾病的病態生理中扮演重要角色。了解老化過程對幹細胞功能的影響，不僅有助於理解老化相關疾病的病態生理，也可能對未來開發以幹細胞為基礎的老化相關疾病醫療應用具有重要意義。
該篇論文聚焦於各類老化相關疾病中，與幹細胞功能失調相關的基礎機制。接著，該篇論文說明幾項可能導致老化相關幹細胞功能失調的機制概念，並簡要討論目前仍處於開發階段、針對老化相關幹細胞功能缺損的潛在治療策略。
引用來源：Effect of aging on stem cells. Ahmed, Abu Shufian Ishtiaq et al. World Journal of Experimental Medicine, Volume 7, Issue 1, 1–10, 2017.
肝臟疾病／糖尿病
再生醫療正逐步進入臨床應用階段，透過幹細胞／前驅細胞相關療法，作為受損器官修復的潛在醫療策略。肝臟與胰臟同屬具有內胚層來源幹細胞族群的器官；以下將簡要介紹存在於膽道系統中的人類膽道幹細胞（hBTSC）。
這些細胞被認為是赫林氏管內肝臟幹細胞／前驅細胞的前身，同時也與胰管腺中的前驅細胞相關。它們可沿著膽管壁內的放射狀軸向形成逐漸成熟的細胞譜系，並沿著從十二指腸開始、延伸至肝臟或胰臟中成熟細胞的近端—遠端軸向發展。多年來，已有臨床試驗評估將幹細胞移植至不同肝臟疾病患者的肝動脈後可能產生的影響；其中所使用的幹細胞包括源自胎兒肝臟的肝臟幹細胞／前驅細胞。
該研究中未使用免疫抑制治療。符合特定條件的對照受試者，均於一年內死亡或出現肝功能惡化。相較之下，接受 1 億至 1.5 億個肝臟幹細胞／前驅細胞移植的受試者，顯示出肝功能與數年存活期間的改善趨勢。不過，關於此類移植方式的安全性與有效性評估，目前仍在進行中。
使用 hBTSC 進行糖尿病相關幹細胞療法目前仍在研究中，未來可能會在進行中的臨床前試驗後進一步發展。此外，間質幹細胞（MSC）與造血幹細胞（HSC）也已被應用於慢性肝臟疾病或糖尿病患者。MSC 主要透過旁分泌作用釋放營養因子與免疫調節因子，進而展現其作用；相較之下，其分化為成熟實質細胞或胰島細胞的效率仍有限。HSC 的作用則主要被認為與免疫機制的調節有關。
引用來源：Concise review: clinical programs of stem cell therapies for liver and pancreas. Lanzoni, Giulia; Oikawa, Toshihiro et al. Stem Cells, Volume 31, Issue 10, 2047–2060, 2013.
2型糖尿病
引用來源：Mesenchymal Stem Cells as a Prospective Therapy for the Diabetic Foot. Wu, Qinan; Chen, Bing; Liang, Ziwen. Stem Cells International, Volume 2016, Article ID 4612167, 18 pages, 2016.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2016/4612167
糖尿病性周邊動脈疾病（PAD）中 MSC 治療的潛在作用機制
幹細胞治療可能透過兩項主要途徑發揮改善作用：其一是分泌血管新生因子與細胞激素；其二是細胞進入組織後，參與組織構成並分化為相關細胞。幹細胞可在局部促進血管新生因子與細胞激素的分泌與表現，進而可能有助於微循環系統的重建、血流改善，以及胰島 β 細胞功能的調節，並與糖尿病性周邊動脈疾病（PAD）的改善相關。此外，幹細胞也可能分化為內皮細胞，進而協助改善內皮細胞功能異常。上述作用可能與 miRNA 及 MSC 來源外泌體（MEX）有關。
糖尿病性傷口中 MSC 相關治療的潛在作用機制
MSC 相關治療對糖尿病性傷口修復的潛在作用，可能涉及三項主要途徑：第一，促進血管新生相關因子與細胞激素的分泌；第二，調節免疫系統；第三，細胞進入組織後，參與組織構成並分化為相關細胞。MSC 可在局部促進血管新生因子與細胞激素的分泌與表現，進而可能有助於糖尿病性周邊動脈疾病（PAD）及糖尿病相關狀態的改善。此外，MSC 也可能調節 T 細胞、自然殺手細胞、巨噬細胞與樹突細胞的活性，並與感染及發炎反應的調控相關。進一步而言，MSC 可能分化為目標組織相關細胞，參與組織修復過程。上述作用可能與 miRNA 及 MSC 來源外泌體（MEX）有關。
糖尿病性神經病變中 MSC 相關治療的潛在作用機制
MSC 相關治療可能透過兩項主要途徑發揮改善作用：第一，分泌血管新生因子、細胞激素及神經營養因子；第二，細胞進入組織後，參與組織構成並分化為相關細胞。MSC 可在局部促進血管新生因子與細胞激素的分泌及表現，進而可能有助於改善糖尿病性周邊動脈疾病（PAD）及糖尿病相關狀態，並與糖尿病性神經病變的改善相關。此外，神經營養因子也可能有助於改善神經纖維功能障礙及神經傳導功能。進一步而言，MSC 亦可能分化為目標組織相關細胞，參與組織修復過程。
腎衰竭
引用來源：Mesenchymal stem cell treatment for chronic renal failure. Eirin, Alfonso; Lerman, Lilach O. Stem Cell Research & Therapy, Volume 5, Article 83, 2014.
http://stemcellres.com/content/5/4/83
在接受間質幹細胞相關治療的動物中，狹窄腎臟的微血管流失與纖維化程度有所降低。
圖中上方部分為腎臟切片的代表性微型電腦斷層三維影像，顯示患有動脈粥狀硬化性腎動脈狹窄的豬在接受經皮經腔腎血管成形術（PTRA）後，腎臟微血管結構有所改善。該動物於四週前曾接受脂肪組織來源間質幹細胞（MSC）的腎內灌注。
圖中下方部份為代表性腎臟 Masson 三色染色影像（×40，藍色區域），顯示動脈粥狀硬化性腎動脈狹窄（ARAS）豬隻在接受 PTRA 與 MSC 介入後，腎臟纖維化程度有所降低。
MSC 的臨床應用案例：糖尿病
幹細胞移植對於糖尿病（DM）患者而言，可能成為具安全性與潛在有效性的治療選項。於該系列試驗中，針對第 1 型糖尿病（T1DM），CD34+ 造血幹細胞（HSC）相關療法顯示出相對較佳的治療結果；相較之下，人類臍帶血（HUCB）相關療法則觀察到相對較不理想的結果。此外，糖尿病酮酸中毒可能會影響治療效果。
折線圖顯示第 1 型糖尿病（T1DM）患者在接受幹細胞相關治療後，於基準值、3 個月、6 個月及 12 個月時，C-胜肽與 HbA1c 濃度的變化。所有數據皆以平均值 ± 標準誤（SEM）表示。**** P < 0.0001
第 2 型糖尿病（T2DM）幹細胞相關治療的研究結果如下圖所示。
A–D）長條圖顯示不同類型幹細胞給予後，於基準值及 12 個月時 C-胜肽與 HbA1c 濃度的變化。臍帶來源間質幹細胞（UC-MSC）與胎盤來源間質幹細胞（PD-MSC）以靜脈注射方式給予，受試者人數分別為 n = 22 與 n = 10；臍帶血（UCB）與骨髓單核細胞（BM-MNC）則以胰臟內注射方式給予，受試者人數分別為 n = 3 與 n = 107。
E–F）折線圖顯示第 2 型糖尿病（T2D）患者在接受幹細胞相關治療後，於基準值、3 個月、6 個月及 12 個月時，C-胜肽與 HbA1c 濃度的變化。
Citation// PLoS One. 2016 Apr 13;11(4):e0151938. Clinical Efficacy of Stem Cell Therapy for Diabetes Mellitus: A Meta-Analysis. El-Badawy A, El-Badri N.
毛囊相關疾病
引用來源：Fully functional hair follicle regeneration through the rearrangement of stem cells and their niches. Toyoshima, Kenji E. et al. Nature Communications, Volume 3, Article 784, 2012.
概述：器官替代再生醫學被認為能夠在可預見的未來實現因疾病、損傷或老化而受損器官的替換。本文中，我們展示了透過生物工程技術將骨骼和孢子胚芽進行皮內移植，實現了功能完整的器官再生。這些胚盤和胚珠分別由胚胎皮膚來源細胞和成體幹細胞區域來源細胞重建。生物工程毛囊發育出正確的結構，並與周圍宿主組織（如表皮、後肢肌肉和神經纖維）形成適當的連結。生物工程毛囊也透過毛囊幹細胞及其微環境的重組，恢復了頭髮生長週期和毛髮形成。因此，本研究揭示了成體組織來源的毛囊幹細胞作為生物工程器官替代療法的潛力。
（a）生物工程化毛囊胚芽的製作與移植方法示意圖。
（b）相位差影像顯示小鼠胚胎背部皮膚組織、解離後的單一細胞，以及使用尼龍線（箭頭）並透過器官胚芽法重構而成的生物工程化毛囊胚芽。比例尺：200 μm。
（c）自成體小鼠分離之觸鬚毛囊的組織學分析。左側兩個圖板分別顯示觸鬚毛囊的巨觀影像與 H&E 染色結果。紅色虛線於巨觀觀察圖（左）與 H&E 染色圖（右）中標示 bulge 區域與 SB 區域的交界。左圖框選區域經 H&E 染色後用以顯示 bulge 區域，右圖則以較高倍率呈現 SB 區域。bulge 區域並進一步以抗 CD49f 抗體（紅，左）、抗 CD34 抗體（紅，中）及 Hoechst 33258 染劑（藍）進行免疫染色。高倍率 H&E 圖中的黑色虛線表示毛囊上皮的邊界。IF 為漏斗部；RW 為 ring-wulst；HF 為毛囊半部。比例尺：100 μm。
（d）觸鬚毛囊 bulb 區域與真皮乳頭（DP）細胞初代培養的組織學與 ALP 分析。毛球區域（左兩圖）及培養後的 DP 細胞（右兩圖）皆以 ALP 酵素染色進行分析。紅色虛線表示 Auber’s line。比例尺：100 μm。
（e）縱切面顯示在上皮－間質組織連結塑膠裝置（有導引）輔助下，生物工程化毛囊於萌出與生長過程中的變化。作為對照，未使用導引進行皮內移植者，於移植後 14 天可見伴隨生物工程化毛囊形成的囊腫。圖中並呈現移植後第 0、3 與 14 天之 H&E 染色影像（上）及螢光顯微影像（下）。比例尺：100 μm。
（f）巨觀形態觀察顯示生物工程化體毛（上）與觸鬚（下）在發育與生長過程中的變化，包括移植當日（第 0 天，左）移植後立即的狀態、第 3 天（中）傷口癒合情形，以及第 14 天與第 37 天（右）毛髮長出並持續生長的情況。比例尺：1.0 mm。
（a）生物工程毛髮（上圖）和眼瞼（中圖）囊泡的組織學和免疫組織化學分析。低倍H&E染色圖中方框區域在右側圖中以更高倍率顯示。箭頭指示皮脂腺。比例尺：100 μm。生物工程毛囊的毛球以抗versican（左下圖）和α-SMA（箭頭，右下圖）抗體進行免疫染色，並以ALP酵素法染色。 （底部中央）比例尺：50 μm。
（b）由人類頭皮毛囊 bulge 區域來源上皮細胞，以及完整真皮乳頭（DP）重構而成的生物工程化毛囊胚芽，經移植後所形成的生物工程化毛髮。移植後第 21 天，對生物工程化毛髮進行顯微影像觀察，並以 H&E 染色進行分析。另依據細胞核形態特徵（右圖），對生物工程化毛囊進行物種來源鑑定。插圖中的框選區域以高倍率顯示。比例尺：顯微影像 500 μm；H&E 染色 100 μm；細胞核染色 20 μm。
（c）生物工程化毛囊胚芽的高密度皮內移植。研究中將共 28 個獨立的生物工程化毛囊胚芽移植至小鼠頸部皮膚，並於移植後第 21 天觀察到高密度的毛髮生長。比例尺：5 mm。
生物工程化體毛與觸鬚可與其他組織建立連結，包括來源可能為宿主細胞或供體細胞的神經纖維、立毛肌與橫紋肌等。生物工程化體毛與天然體毛相似，透過再生出表現 NPNT 的毛囊隆突區，與平滑肌形成連結。相較之下，在生物工程化觸鬚毛囊的毛囊隆突區中，未檢測到 NPNT 表現，也未觀察到與平滑肌的連結。
引用：透過幹細胞及其生態位的重新排列實現功能齊全的毛囊再生。豐島光榮、淺川恭介、石橋直子、時木浩、小川美穗、長谷川智子、入江太郎、立川哲彥、佐藤明夫、武田明和遼隆。 《自然通訊》3，文章編號：784（2012）
doi:10.1038/ncomms1784
帕金森氏症
PD 研究與相關治療中，目前可使用之幹細胞的誘導、分化及應用示意圖。上述幹細胞可分為 ESC、NSC、MSC 與 iPSC 四大類，其分化潛能呈現逐漸降低的趨勢。
（1）胚胎幹細胞主要來自於囊胚的內胚層，在正常情況下可以同時分化為內胚層、中胚層和外胚層。在某些情況下，胚胎幹細胞也可以被誘導分化為神經幹細胞和間質幹細胞。
（2）NSC 可直接自特定腦部微環境中分離取得，或由纖維母細胞經重新編程而來；其可沿神經譜系分化為神經元，以及幾乎所有類型的神經膠細胞。
（3）MSC 主要源自間質組織，可分化為多數中胚層來源的細胞。值得注意的是，在特定誘導流程組合下，MSC 也可被誘導分化為多巴胺能神經元（DA 神經元）。
（4）iPSC 可透過導入 OSKM（Oct3/4、Sox2、Klf4 與 c-Myc）等因子，由成人體細胞（如纖維母細胞）重新編程而來，是具有多系譜分化能力的潛在幹細胞來源。依據 GMP 標準，上述幹細胞及其終末分化細胞可進一步經過篩選、純化與擴增，用於疾病模型建立、藥物篩選，以及細胞替代療法（CRT）等應用。例如，ESC、MSC、NSC 與多巴胺能神經元可應用於以下研究與治療相關情境。
（i）帕金森氏症模型的建構；（ii）潛在藥物的篩選；（iii）帕金森氏症的CRT治療
引用來源：A Compendium of Preparation and Application of Stem Cells in Parkinson’s Disease: Current Status and Future Prospects. Shen, Yan; Huang, Jinsha et al. Frontiers in Aging Neuroscience, 2016.
