幹細胞は、形質転換する能力を備えているため、多くの疾患に対する素晴らしい治療法のようです。幹細胞とは何か、現在治療に使用されている幹細胞の疾患は何か、幹細胞療法の開発の見通しはどのようなものか？スペシャリストの懐疑はどこから来たのですか？
幹細胞は他の種類の細胞に変形する能力を持っています。幹細胞療法は確かに現代医学において最もキャッチーで最も有望な概念の1つです。彼らの医療用途のリストは無限であるべきだと思われます-損傷した組織の修復、置換臓器の成長...
しかし、事実は異なります。幹細胞研究の起源は1960年代に発生しましたが、これまでのところ、その使用はいくつかの明確な適応に限定されています。
幹細胞の使用には多くのアイデアがありますが、幹細胞を臨床に導入することは多くの要因によって制限され、その中でもこのタイプの治療法の安全性に関する疑問が浮かび上がります。
幹細胞とは何ですか？
幹細胞は人体の形成に不可欠です。発生の初期段階では、人間の胚は完全に幹細胞で構成されています。時間が経つにつれて、それらは変化し、人体を構成するすべての細胞株を生み出します。
幹細胞の2番目の重要な役割は、成熟した生物の一部の組織にコロニーを形成し、「倉庫」として機能することです。必要に応じて、特定の組織の細胞に変形して、死んだり損傷したりすることができます。ただし、これは特定の組織でのみ可能です。
したがって、幹細胞は、他のより特殊なタイプの細胞に形質転換する能力を有する細胞である。
他の細胞と区別する幹細胞の最も重要な特徴は、それらが分裂する方法です。
分裂中、幹細胞は分化する、つまり特定のタイプの娘細胞（たとえば、筋肉、神経または上皮細胞）を作成することができます。
幹細胞には、その性質に応じてさまざまな種類があります。ある種類の娘細胞に変換できるものもあれば、特定の種類の組織を構成する細胞しか生成できないものもあります（詳細は以下を参照）。
幹細胞の2番目の重要な特徴は、それらの分裂にも関連しています。娘細胞の形成中に、親細胞は痕跡なく消えません。分裂の過程で、「母細胞」と同じ幹細胞がもう1つ形成されます。
したがって、幹細胞分裂の効果は、1つの幹細胞と1つの専門の娘細胞です。
このメカニズムは自己更新と呼ばれます。そのおかげで、幹細胞は「摩耗」せず、プールのサイズを小さくすることができません。
幹細胞の種類
すでに述べたように、幹細胞は分裂するときに他の種類の細胞に変形することができます。その後、幹細胞は娘細胞になりますか？うーん、ダメ。
幹細胞は4つのサブグループに分けられます。これは、それらの分裂から生じる細胞のスペクトルの幅に応じて異なります。
人間の胚を作る幹細胞は、あらゆる種類の細胞株を生み出すことができます。次に、成人の組織に生息するいくつかの幹細胞は、特定の組織を構築する厳密に定義されたタイプの細胞にのみ変換できます。
さまざまな娘細胞を作成する可能性による幹細胞の分裂は次のとおりです。
- 全能性幹細胞
彼らは最も広い分化の可能性を持つ細胞であり、あらゆる種類の娘細胞に変形することができます。全能性細胞は、受精卵（精子による卵子の受精から生じる細胞）、およびその発生の最も初期の段階で胚を形成します。人体を構成するあらゆる種類の細胞は、全能性細胞から作ることができます。
- 多能性幹細胞
多能性細胞は、多くの種類の細胞に形質転換することもできます。ただし、胎盤細胞は例外です。多能性細胞は、いわゆる胚発生の最初の週に形成される構造の1つである胚結節。
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胚結節の多能性細胞は、3つのいわゆる私たちの生物のすべての組織が後に発生する胚葉。胚葉の名前はやや複雑に聞こえますが（外胚葉、中胚葉、内胚葉）、それらから形成された組織は誰もが知っています。
外胚葉は皮膚と神経系を形成し、中胚葉は循環系と筋骨格系を形成し、内胚葉は呼吸器系とほとんどの消化器系を形成します。
- 多能性幹細胞
多能性細胞は、わずかに狭い分化能を持つ幹細胞のグループです。彼らはまだいくつかのタイプの細胞を生成することができますが、それらは通常同様のタイプの細胞です。このサブグループの細胞のフラグシップの例は、造血幹細胞としても知られる骨髄多能性細胞です。それらは、赤血球やさまざまなタイプの白血球など、任意の血液細胞に変換できます。ただし、他の組織を構築する細胞を生成することはできません。
- 単能性幹細胞
このタイプの細胞は、1つのタイプの娘になることができます。通常、単能性細胞は、成体組織の再生と修復のためのリザーバーとして機能します。単能性細胞の例は、人間の皮膚に見られる表皮幹細胞です。
幹細胞はどこで入手できますか
幹細胞を得ることは基本的に2つの方法で可能です。
彼らの最初のソースは、いわゆる胚性幹細胞が分離されている人間の胚です。これらは全能性または多能性の性質を持つ細胞であり、したがって、あらゆるタイプの組織に分化することができます。
幹細胞の2番目のタイプは呼ばれています体性幹細胞（または「成体」幹細胞）。このタイプの細胞は、名前が示すように、成人の人体に由来します。
通常の状態では、これらはさまざまな器官に生息する細胞です
- 骨髄
- 筋肉
- 肝臓
- 皮膚
- 血管
これらの臓器では、幹細胞がリザーバーとして機能し、損傷した組織の再生を可能にします。
体性幹細胞は、胚性幹細胞よりも分化能が限られていると推測するのは難しくありません。成体の生物に由来する細胞は、多能性または単能性です。つまり、それらは、類似したタイプの細胞に変換したり、1つのタイプの娘細胞に変換することさえできます。
成人の体から体性幹細胞を見つけて取得することは、非常に困難です。組織内のこれらのタイプの細胞の数は非常に少ないです。
一度収集すると、実験室条件下での培養は非常に難しく、大量に入手することは困難です。
これまでのところ、成体幹細胞はいくつかの供給源からしか得られていません。造血幹細胞の場合、これらは次のとおりです。
- 骨髄
- 末梢血
- 臍帯血
次に、脂肪組織と骨髄から、いわゆる間葉系幹細胞。彼らはさまざまな種類の組織に発達することができます：
- 骨
- 軟骨性の
- 筋
- 脂肪組織
間葉系幹細胞を用いた治療法はまだ研究段階にあり、その安全性と有効性はこれまで確認されていません。
上記の2つのハイブリッドの一種であるもう1つのタイプの幹細胞について言及する価値があります。これは誘導された多能性幹細胞。
これらは、生殖細胞の特性を獲得するような方法で実験室で再プログラムされた成体の生物から得られた幹細胞です。
幹細胞の現在の用途
私たちはすでに幹細胞の種類と分化の可能性を知っているので、疑問が残ります-それらのどれとそれらが医学でどのように使用されていますか？
- 胚性幹細胞
胚性幹細胞は、いかなる種類の治療法も承認されていません。どうして？ここにいくつかの理由があります。
まず、それらの使用には倫理的なジレンマが伴います。胚性幹細胞は、研究目的の胚から得られ、ほとんどの場合、体外受精の手順で作成されます。倫理的な問題は、このようにして得られた幹細胞の研究の進歩を制限する要因の1つです。
生殖細胞の使用に対する2番目の障害は、純粋に科学的です。彼らは、あらゆる種類の娘細胞に変形することができる大きな分化能を持つ細胞です。これまでのところ、それらの動作を制御する方法は発見されていません。
胚性幹細胞は、人体への移植後、ランダムに配置されたさまざまな細胞から構成される腫瘍を形成します。これらのタイプの腫瘍は奇形腫（ラテン奇形腫）と呼ばれます。私たちは、生殖細胞を目的の組織に変換するように指示する方法を常に探しています。
胚性幹細胞の使用は拒絶反応のリスクも伴います-それらは異物を構成します（無関係のドナーからの臓器移植の場合と同様）。
同じ患者から寄贈された成体幹細胞を使用すると、リスクははるかに低くなります。この手順を自家移植と呼びます。
- 成体幹細胞
成体幹細胞の使用にも多くの制限が伴いますが、これまでこのタイプの幹細胞のみが医学で使用されてきました。成体幹細胞を得るには胚培養が必要ないため、道徳的ジレンマははるかに少なくなります。成体幹細胞は、次の種類の治療法で使用されます。
- 造血幹細胞の移植
造血幹細胞移植は現在、世界中で成功裏に使用されている唯一の日常的な幹細胞療法です。いわゆる骨髄移植は、多くの血液疾患を治療する方法です。
第一に、それらは一次免疫不全、すなわち免疫系の遺伝性の異常を持つ患者に使用されます。骨髄移植は、適切に機能する免疫細胞を得るための唯一の方法であることがよくあります。
造血幹細胞移植を必要とする可能性のある患者の2番目のグループは、たとえば積極的な抗癌治療の結果として骨髄が破壊された患者です。
そのような状況は、治療の目的が腫瘍性プロセスによってカバーされる造血系を破壊することである血液癌（例えば、白血病）の場合、および移植された幹細胞の助けを借りたその後の再建に望ましいかもしれません。
- 表皮幹細胞を使用した広範な創傷の治療
表皮幹細胞は、火傷などの大規模な創傷を治癒する1つの方法です。
手順全体は次のとおりです。まず、患者の健康な皮膚の断片から表皮幹細胞を採取します。
次に、これらの細胞は、それらの集中的な増殖を可能にする条件下で実験室培養に供されます。
適切な数の細胞を得た後、それらは創傷表面に配置されます。
治療のさらなる利点は、患者の体がそのような「ドレッシング」を拒絶できないことです-それは彼自身の細胞で作られました。
- 角膜輪部幹細胞を用いた眼科治療
幹細胞を使用する別の治療法が比較的最近承認されました。角膜輪部幹細胞を含む薬剤で、角膜上皮（前眼部外層）の再構築を可能にします。
前のケースと同様に、細胞の「ソース」は患者自身であり、より具体的には健康な目です。
幹細胞が収集された後、それらは研究室で増殖され、罹患した眼に投与されます。療法の使用の徴候は、例えば化学物質による損傷による角膜輪部幹細胞の欠乏です。
幹細胞の未来
上記のテキストは、現在の、そしてご存じのように、医学における幹細胞の非常に限られた用途を要約しています。
この分野の研究課題は非常に複雑であり、幹細胞は依然として答えよりも多くの疑問を投げかけています。
科学の世界では時々それらに関連する画期的な発見についての情報がありますが、残念ながら多くの場合、公表された研究結果は真実ではないことが判明しています。
これは、例えば、骨髄幹細胞を心筋の梗塞後の瘢痕に移植しようとする大声での試みの場合であった。そのような治療法の肯定的な結果が他の臨床センターでのさらなる試験のなだれを引き起こしたと主張されたが、すべての実験は最終的に失敗に終わった。
幹細胞を医学で成功裏に安全に使用するには、長年の研究が依然として必要です。
科学者は常に彼らの機能の異常なメカニズムについてより多くを学ぼうとしています。
幹細胞分化のプロセスに影響を与える要因は何ですか？
このプロセスは制御可能ですか？
それらを効果的に増やすことができるようにするにはどうすればよいですか？
これまでの不治の病気のうち、この治療で本当に治る可能性があるのはどれですか？
これらおよび他の多くの質問は常に調査されています。
幹細胞の治療用途は限られていますが、それらは他の医学分野で有用であることをここで言及する価値があります。
1つの例は、腫瘍性プロセスの研究です。幹細胞は、実験室の条件でそのようなプロセスをシミュレートし、その後、それらに対する潜在的な治療法（たとえば、新しい抗がん剤）をテストすることを可能にします。
進行中の幹細胞研究の作業ラインには、たとえば、次の分野での使用が含まれます。
- 神経変性疾患（アルツハイマー病など）
- 脊髄損傷
- 筋骨格系の損傷
そして最後に、臓器全体（例：I型糖尿病の膵臓）の再建を試みます。
幹細胞は万能薬ではないこと、および各潜在的用途は独立して研究されており、承認前に一連の臨床試験を受けなければならないことを認識する必要があります。
最後に、許可なく幹細胞治療を提供する「クリニック」に対して警告する価値もあります。
これらのタイプの実験は、せいぜい金銭の損失、そして最悪の場合は健康と人生さえ失うことになります。
参考文献：
- 「成体幹細胞：再生医療の希望と誇大広告」J. Dulak et.al. Acta Biochimica Polonica、Vol。62、No 3/2015、329–337
- 「幹細胞の生物学：概要」P. Chagastelles、N。Nardi、Kidney Int Suppl（2011）。 2011 9月; 1（3）：63–67。
- "角膜の幹細胞" Hertsenberg AJ、Funderburgh JL。 Prog Mol Biol Transl Sci。 2015; 134：25-41
- 「皮膚再生、創傷治癒、およびそれらの臨床応用における幹細胞」Ojeh N. et.al. Int J Mol Sci。 2015年10月23日、16日
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