Us Stem Cells Report 2009

4,674 views

Published on

เอกสารรายละเอียดเพิ่มเติม

2 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
4,674
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
66
Actions
Shares
0
Downloads
94
Comments
2
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Us Stem Cells Report 2009

  1. 1. รายงานการสืบคนขอมูลความกาวหนาและสถานะ เทคโนโลยีชีวภาพดานสเต็มเซลลในประเทศสหรัฐอเมริกา โดย นางสาว ทิพยอาภา ภูวนัตตรัย ที่ปรึกษาโครงการ เสนอตอสํานักงานปลัดกระทรวงวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี (สํานักงานที่ปรึกษาดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ประจํากรุงวอชิงตัน ดี.ซี.) 28 พฤศจิกายน 2552
  2. 2. รายงานการสืบคนขอมูลความกาวหนาและสถานะเทคโนโลยีชีวภาพดานสเต็มเซลลในประเทศ สหรัฐอเมริกาภายใตโครงการการดําเนินภารกิจ (ทีมประเทศไทย) ประจําปงบประมาณ 2552 (ธันวาคม 2551 – พฤศจิกายน 2552) สํานักงานที่ปรึกษาดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ประจํากรุงวอชิงตัน ดี.ซี. (ภาพจากหนาปก, ที่มา: Serrano, 2009) รายงานฉบับนี้เปนลิขสิทธิ์ของสํานักงานปลัดกระทรวงวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี (สํานักงานที่ปรึกษาดานวิทยาศาสตร และเทคโนโลยี ประจํากรุงวอชิงตัน ดี.ซี.) หากนําไปใชประโยชนโปรดอางอิงชื่อ สํานักงานปลัดกระทรวงวิทยาศาสตรและ เทคโนโลยี (สํานักงานที่ปรึกษาดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ประจํากรุงวอชิงตัน ดี.ซี.) ดวย -1-
  3. 3. คํานํา รายงานการสืบคนขอมูลความกาวหนาและสถานะเทคโนโลยีชีวภาพดานสเต็มเซลลในประเทศ สหรัฐอเมริกา มีวัตถุประสงคการจัดทําเพื่อสืบเสาะแสวงหาและเขาถึงองคความรูและเทคโนโลยีสําคัญใน ประเทศสหรัฐอเมริกาเพื่อสนับสนุนการวิจัย พัฒนา และการทํานวัตกรรม เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการ แขงขันของประเทศและเปนการสรางฐานความรูดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีใหเขมแข็งมากขึ้น ซึ่ง วัตถุประสงคดังกลาวเปนภารกิจสวนหนึ่งของสํานักงานที่ปรึกษาดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ประจํา กรุ ง วอชิ ง ตั น ดี . ซี . อั น เป น หน ว ยงานภายใต ก ารสั ง กั ด ของสํ า นั ก งานปลั ด กระทรวงวิ ท ยาศาสตร แ ละ เทคโนโลยี คณะผูจัดทําหวังวารายงานฉบับนี้จะเปนประโยชนตอหนวยงานวิจัยและพัฒนา หนวยงานนโยบาย และสถาบันการศึกษา ในการพัฒนางานดานสเต็มเซลลของประเทศไทยตอไป ทั้งนี้รายงานฉบับนี้สามารถ สืบคนไดทางเว็บไซต http://www.ostc.thaiembdc.org อีกทางหนึ่งดวย สํานักงานที่ปรึกษาดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ประจํากรุงวอชิงตัน ดี.ซี. 28 พฤศจิกายน 2552 -2-
  4. 4. สารบัญ เนื้อหา หนา บทสรุปผูบริหาร 8 ความรูเกี่ยวกับเซลลตนตอ 9 บทนํา 9 ประเภทของเซลลตนตอและความสําคัญ 9 คุณลักษณะพิเศษเฉพาะของเซลลตนตอ 10 เซลลตนตอจากตัวออน 11 เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว 17 ความเหมือนและความแตกตางระหวางเซลลตนตอจากตัวออนและเซลลตนตอ จากเซลลทเจริญวัยเต็มที่แลว ี่ 22 ประโยชนของเซลลตนตอจากมนุษยและอุปสรรคของการนํามาประยุกตใช ทางการแพทย 23 เซลลตนตอชนิดพลูริโพเทนทซึ่งมีความจําเพาะกับโรคหรือมีความจําเพาะกับผูปวย  27 การสรางเซลลตนตอจากตัวออนโดยการใชเทคนิคการยายฝากนิวเคลียส 27 อินดิวสพลูริโพเทนทเซลลหรือไอพีเอสเซลล 28 การนําเซลลตนตอมาประยุกตใชในทางการแพทย 30 การประยุกตใชเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวในทางการแพทย 30 การประยุกตใชเซลลตนตอจากตัวออนมนุษยในทางการแพทย 30 เซลลตนตอที่เหมาะสมสําหรับนํามาใชในการบําบัดรักษาโรค 31 ตัวอยางของเซลลตนตอในเนื้อเยื่อและการนํามาใชเพื่อรักษาโรค 32 การบําบัดรักษาโรคโดยใชเซลลตนตอ 41 การประยุกตใชอินดิวสพลูริโพเทนทสเต็มเซลลในทางการแพทย 43 ประวัติและความเปนมาของเซลลตนตอ 47 สรุปลําดับเหตุการณประวัติของงานวิจัยเซลลตนตอจากตัวออนมนุษย 47 กฎหมายและนโยบายของสหรัฐอเมริกาที่เกี่ยวของกับงานวิจัยเซลลตนตอ 53 -3-
  5. 5. การคนพบครังยิ่งใหญของวงการวิทยาศาสตร ้ 53 การหามทํางานวิจัยที่เกี่ยวกับตัวออน 53 แนวทางในการขอรับเงินทุนสนับสนุนงานวิจัยเซลลตนตอของสถาบันสุขภาพแหงชาติ ของสหรัฐอเมริกา 54 การตัดสินใจของประธานาธิบดีบุช 55 ประเด็นโตแยงในเรื่องจํานวนของกลุมเซลลตนตอที่สามารถนํามาใชได 56 ความกดดันทีเกิดขึ้นในปของการเลือกตั้งประธานาธิบดี ่ 57 การใชสิทธิ์ยบยั้งของประธานาธิบดีบุชครั้งแรก ั 59 การใชสิทธิ์ยบยั้งของประธานาธิบดีบุชครั้งที่สอง ั 59 การตัดสินใจของประธานาธิบดีโอบามา 60 ประเด็นทางดานจริยธรรมที่เกี่ยวของกับงานวิจัยเซลลตนตอ 61 กฎระเบียบของสหรัฐอเมริกาในการใหเงินทุนสนับสนุนงานวิจัยเซลลตนตอ 64 การใหเงินทุนสนับสนุนงานวิจัยตัวออนและมติดิกกี้ 64 มติดิกกี้กับงานวิจัยเซลลตนตอ  64 นโยบายของประธานาธิบดีบุชที่เกียวกับงานวิจัยเซลลตนตอจากตัวออน ่ 65 การสนับสนุนงานวิจัยเซลลตนตอของแตละมลรัฐ 66 นโยบายของประธานาธิบดีโอบามาที่เกี่ยวกับงานวิจัยเซลลตนตอจากตัวออนและ เอกสารแนวทางสําหรับงานวิจัยเซลลตนตอจากมนุษยของสถาบันสุขภาพแหงชาติ ของสหรัฐอเมริกาฉบับสมบูรณ 68 ทะเบียนรายชื่อเซลลตนตอจากตัวออนมนุษยที่ผานเกณฑในการนํามาใชในงานวิจัย และสามารถขอเงินทุนสนับสนุนจากรัฐบาลกลางได 69 งบประมาณของรัฐบาลกลางที่ใชในการสนับสนุนงานวิจัยเซลลตนตอ 71 หนวยงานที่เกี่ยวของกับการวิจัยและพัฒนาดานเซลลตนตอในสหรัฐอเมริกา 72 สถาบันสุขภาพแหงชาติของสหรัฐอเมริกา 72 องคการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา 72 องคกรบริหารทรัพยากรดานสุขภาพและการบริการ 74 สถาบันแหงชาติของสหรัฐอเมริกา 75 ธนาคารเซลลตนตอแหงชาติ 75 หนวยงานที่สนับสนุนงานวิจัยเซลลตนตออื่นๆ 76 -4-
  6. 6. รายละเอียดที่ติดตอหนวยงานที่เกี่ยวของกับการวิจัยและพัฒนาดานเซลลตนตอใน  สหรัฐอเมริกา 81 รายชื่อบริษัทในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดาที่เกี่ยวของกับการวิจัยและพัฒนา เซลลตนตอเพื่อนําไปใชในเชิงพาณิชย 88 บริษัทดานเซลลตนตอในประเทศสหรัฐอเมริกา 88 บริษัทดานเซลลตนตอในประเทศแคนาดา 114 วิธีการสืบคนขอมูลสิทธิบัตรทีเกี่ยวกับงานวิจัยเซลลตนตอของสหรัฐอเมริกา ่ 119 สํานักงานสิทธิบตรและเครืองหมายการคาแหงสหรัฐอเมริกา ั ่ 119 สเต็มเซลลแพทเทนทดอทคอม 129 วิเคราะหแนวโนมในอนาคตของเซลลตนตอในประเทศสหรัฐอเมริกา 134 แนวโนมในอนาคตของเซลลตนตอจากเซลลทเจริญวัยเต็มที่แลว ี่ 134 แนวโนมในอนาคตของเซลลตนตอจากตัวออนและอินดิวสพลูริโพเทนทสเต็มเซลล 135 แนวโนมของการนําเซลลตนตอมาประยุกตใชทางการแพทยในอนาคต  136 นโยบายของประธานาธิบดีโอบามาที่สงผลตอแนวโนมของงานวิจัยเซลลตนตอในอนาคต 142 กฎหมายเบย-โดล (Bayh-Dole Act) กับการพัฒนางานวิจัยดานเซลลตนตอ 143 ประเด็นที่เกี่ยวกับสิทธิบัตรดานเซลลตนตอ 144 แนวโนมการเจริญเติบโตของธุรกิจที่เกี่ยวของกับเทคโนโลยีเซลลตนตอ  145 แนวโนมในอนาคตของความรวมมือในเรื่องงานวิจัยเซลลตนตอระหวางประเทศ 147 มุมมองที่เกี่ยวกับงานวิจัยเซลลตนตอในระดับโลก 148 องคกรสาธารณประโยชนกบงานวิจัยที่เกียวกับดานพันธุกรรมและเซลลตนตอ ั ่ 152 เชิงอรรถ 154 เอกสารแนบ 166 อภิธานศัพท 172 บรรณานุกรม 177 -5-
  7. 7. สารบัญตาราง ตารางที่ หนา 1 โรคที่สามารถนําเซลลในผูปวยไปสรางกลุมไอพีเอสเซลลที่มีความจําเพาะกับผูปวยได    44 2 หองทดลองที่มีกลุมเซลลตนตอซึ่งผานเกณฑในการนํามาใชเพื่อขอทุนสนับสนุนจาก  รัฐบาลกลาง 56 3 นโยบายที่เกียวกับการใหทุนสนับสนุนงานวิจัยเซลลตนตอของแตละมลรัฐในสหรัฐอเมริกา ่  66 4 งบประมาณของสถาบันสุขภาพแหงชาติของสหรัฐอเมริกาที่นํามาใชในการสนับสนุนงาน วิจัยเซลลตนตอ 71 5 รายรับของธุรกิจที่เกี่ยวของกับเซลลตนตอในกลุมวิทยาศาสตรชีวภาพในสหรัฐอเมริกา 147 6 ตัวอยางขอแตกตางในกฎหมายดานงานวิจัยเซลลตนตอจากตัวออนมนุษยของบางประเทศ  149 -6-
  8. 8. สารบัญรูป รูปที่ หนา 1 โครงสรางของบลาสโตซิสต 12 2 การสกัดแยกเซลลตนตอจากมวลเซลลชนในเพื่อนํามาเพาะเลี้ยงในหองทดลอง ั้ 13 3 การเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากตัวออนไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่นๆ 15 4 ไดเรคท ดิฟเฟอเรนทิเอชัน (Direct Differentiation) 16 5 การเปลี่ยนแปลงเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวไปเปนเซลลจําเพาะ โดยกระบวนการปกติ (Normal Differentiation) 19 6 การเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากเซลลทเจริญวัยเต็มที่แลวจากเนื้อเยื่อชนิดหนึ่ง ี่ ไปเปนเซลลชนิดจําเพาะของเนื้อเยื่อชนิดอื่น (Plasticity and Transdifferentiation) 21 7 การปลูกถายเซลลตนตอใหกับผูปวยโดยใชเซลลตนตอจากตัวออน 24 8 การปลูกถายเซลลตนตอใหกับผูปวยโดยใชเซลลตนตอจากเซลลทเจริญวัยเต็มที่แลว ี่ 25 9 การซอมแซมกลามเนื้อหัวใจโดยการใชเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวของ หนูทดลอง 26 10 เปรียบเทียบการสรางบลาสโตซิสตโดยการสืบพันธุตามธรรมชาติกบการยายฝากนิวเคลียส  ั 28 11 ศักยภาพของเซลลตนตอในการบําบัดรักษาโรคตางๆ 31 12 กลไกการพัฒนาของเซลลตนตอเม็ดโลหิตไปเปนเซลลเม็ดเลือดตางๆ  34 13 เซลลตนตอในโครงสรางของรูขุมขน 35 14 โครงสรางของดวงตา 37 15 โครงสรางของหูชั้นใน 39 16 โครงสรางของปอด 40 17-22 รายละเอียดขอมูลการสืบคนสิทธิบัตรจากสํานักงานสิทธิบัตรและเครื่องหมายการคาแหง สหรัฐอเมริกา (USPTO) 120 23-26 รายละเอียดขอมูลการสืบคนสิทธิบัตรจากเว็บไซตสเต็มเซลลแพทเทนทดอทคอม (StemCellPatents.com) 130 27 การปลูกถายเซลลตนตอในมนุษย 135 28 อัตราการถือครองกรรมสิทธิ์ในสิทธิบัตรดานเซลลตนตอของหนวยงานตางๆและบริษัท ในสหรัฐอเมริกา 145 29 รายรับของธุรกิจที่เกี่ยวของกับเซลลตนตอในกลุมวิทยาศาสตรชีวภาพในสหรัฐอเมริกา 147 -7-
  9. 9. บทสรุปผูบริหาร สเต็มเซลล (Stem Cells) หรือเซลลตนตอมีคุณสมบัติสองประการสําคัญที่ไดสรางความหวังใหกับ ทั้งวงการวิทยาศาสตรและการแพทยซึ่งไดแกความสามารถในการสรางทดแทนตัวเองขึ้นมาใหมและการ เปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดอื่นๆไดมากมายหลายชนิด คุณสมบัติเหลานี้ไดจุดประกายใหมีการศึกษา คนควาตอเนื่องถึงความเปนไปไดและประสิทธิภาพในการนําเซลลตนตอมาใชเพื่อรักษาโรคตางๆ ปจจุบัน ในประเทศสหรัฐอเมริกางานวิจัยเซลลตนตอไดมีการพัฒนากาวหนาเพิ่มขึ้นอยางรวดเร็วกวาแตในอดีต เนื่องจากนโยบายของประธานาธิบดีโอบามาที่ใหการสนับสนุนรวมทั้งใหเงินทุนแกงานวิจัยเซลลตนตอ ปจจุบันเซลลตนตอไดมีการนํามาประยุกตใชทางการแพทยเพื่อรักษาโรคตางๆ โดยเฉพาะอยางยิ่ง โรคที่ในอดีตไมสามารถรักษาไดเปนตนวา โรคอัลไซเมอร โรคพารกินสัน และโรคเบาหวานในเด็ก โดยเซลล ตนตอของมนุษยที่มีการนํามาประยุกตใชไดแก เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว เซลลตนตอจาก ตัวออนมนุษย และอินดิวสพลูริโพเทนทสเต็มเซลล ซึ่งเปนการนําเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว มาเปลี่ยนคุณสมบัติใหเปนเหมือนเซลลตนตอจากตัวออน ตอไปในอนาคตการนําเซลลตนตอมาใชเพื่อการ รั ก ษาโรคจะมุ ง เน น ไปที่ ก ารผสมผสานวิ ธี ก ารรั ก ษาโดยใช เ ซลล ต น ตอหลายชนิ ด เข า ด ว ยกั น เพื่ อ เพิ่ ม ประสิทธิภาพของการรักษา รวมทั้งมีการนําเซลลตนตอมาใชในการทดสอบยาชนิดตางๆกอนนํามาใชรักษา โรคใหกับผูปวยจริงเพื่อศึกษาผลกระทบและลดความเสี่ยงของการเกิดผลขางเคียงจากการใชยา ในอนาคตงานวิจัยเซลลตนตอมีแนวโนมที่จะเกิดการพัฒนากาวหนายิ่งขึ้น และสงผลใหการนําเซลล ตนตอมาประยุกตใชทางการแพทยมีประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ธุรกิจที่เกี่ยวของกับเซลลตนตอใน สหรัฐอเมริกาจะมีการเติบโตขึ้นโดยเฉพาะอยางยิ่งธุรกิจที่เกี่ยวของกับการนําเซลลมาใชรักษาโรคและการ จัดเก็บเซลลเพื่อการรักษา อยางไรก็ตามทิศทางและนโยบายที่เกี่ยวกับงานวิจัยเซลลตนตอยังคงมีการ เปลี่ยนแปลงอยูตลอดเวลา นอกจากนี้ยังมีปจจัยแวดลอมตางๆที่สงผลตองานวิจัยเซลลตนตอเปนตนวา กฎหมาย นโยบายในเรื่องของการใหเงินทุนสนับสนุนงานวิจัย นโยบายในเรื่องที่เกี่ยวกับสิทธิบัตร ทัศนคติ และการตอบสนองของประชาชน ซึ่งปจจัยตางๆเหลานี้เปนสิ่งที่ตองมีการติดตามตอไปเพื่อใหสามารถ วิเคราะหทิศทางในอนาคตของงานวิจัยเซลลตนตอทั้งในประเทศสหรัฐอเมริกาและในระดับโลกไดชัดเจน มากยิ่งขึ้น -8-
  10. 10. ความรูเกี่ยวกับเซลลตนตอ 1. บทนํา งานวิจัยดานสเต็มเซลล (Stem Cells) หรือเซลลตนตอเปนความรูในระดับสูงซึ่งเกี่ยวของกับ กระบวนการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตที่เริ่มตนจากเซลลตนกําเนิดเซลลเดียว และกระบวนการแทนที่เซลลที่ เสื่อมสภาพไปโดยเซลลที่แข็งแรงในสิ่งมีชีวิตที่เจริญวัยเต็มที่แลว งานวิจัยเซลลตนตอนี้ยังชวยจุดประกาย ใหนักวิทยาศาสตรไดศึกษาคนควาตอเนื่องถึงความเปนไปไดในการใชเซลลมาชวยรักษาโรคตางๆ โดย เรียกวิทยาการในการนําเซลลมารักษาโรคนี้วา การแพทยทางเลือกใหม หรือการแพทยการสรางอวัยวะ ใหม (Regenerative or Reparative Medicine) ปจจุบันเซลลตนตอเปนสาขาของชีววิทยาที่ไดรับความ สนใจเปนอยางยิ่ง งานวิจัยเซลลตนตอไดชวยตอบคําถามที่เกี่ยวกับวิทยาศาสตรไดมากมาย และกอใหเกิด การคนพบใหมมากมายเชนเดียวกัน (NIH: Stem Cell Basics, 2008) 2. ประเภทของเซลลตนตอและความสําคัญ เซลลตนตอมีคุณลักษณะที่สําคัญอยูสองประการซึ่งทําใหเซลลตนตอแตกตางและสามารถจําแนก ออกไดจากเซลลทั่วไป ประการแรก เซลลตนตอนี้เปนเซลลที่ไมจําเพาะซึ่งสามารถสรางทดแทนตัวเองขึ้นมา ใหมไดในระยะเวลาอันยาวนานโดยกระบวนการแบงเซลลตัวเองขึ้นมาใหม ประการที่สองคือ เซลลตนตอ สามารถเปลี่ ย นแปลงไปเป น เซลล ช นิ ด จํ า เพาะที่ มี ห น า ที่ พิ เ ศษเฉพาะอย า งภายใต ส ภาวะที่ เ หมาะสม ตัวอยางเชนเซลลที่ทําหนาที่ควบคุมจังหวะการเตนของหัวใจ (Beating Cells) ซึ่งที่อยูที่กลามเนื้อหัวใจ หรือ เซลลที่ทําหนาที่ผลิตอินซูลิน (Insulin-Producing Cells) ซึ่งอยูที่ตับออน นักวิทยาศาสตร ได ให ความสนใจในเซลลตนตอจากสัต วและมนุ ษยอยูสองชนิดซึ่งไดแก เซลล ตนตอจากตัวออน (Embryonic Stem Cells) และเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว (Adult Stem Cells) เซลลตนตอทั้งสองชนิดนี้มีหนาที่และคุณลักษณะที่แตกตางกัน เปนเวลามากกวา 20 ปแลวที่นักวิทยาศาสตรไดคนพบวิธีการในการสกัดแยกและเพาะเลี้ยงเซลล ตนตอจากตัวออนของหนู หลังจากนั้นเปนตนมานักวิทยาศาสตรไดมีการศึกษาคนควาเพิ่มเติมและไดมีการ คนพบใหมๆเกิดขึ้นมากมาย จนกระทั่งในป พ.ศ. 2541 (ค.ศ. 1998) นักวิทยาศาสตรไดประสบความสําเร็จ ในการสกัดแยกและเพาะเลี้ยงเซลลตนตอจากตัวออนมนุษยในหองทดลองเปนครั้งแรก และไดเรียกเซลลที่ สกัดแยกไดในครั้งนั้นวา เซลลตนตอจากตัวออนมนุษย (Human Embryonic Stem Cells) ตัวออน มนุษยที่นักวิทยาศาสตรไดนํามาใชในการทดลองครั้งนั้นเปนตัวออนที่เหลือหรือไมตองการจากตัวออนที่ถูก สรางขึ้นมาจากการปฏิสนธิเทียมในหลอดแกว (In Vitro Fertilization) เพื่อจุดประสงคในการแกปญหา ภาวะการมีบุตรยาก ตัวออนที่เหลือนี้เปนตัวออนที่ไดรับมาโดยการบริจาค และผูบริจาคไดแสดงความ ยินยอมในการใหตัวออนมาทําการทดลองดังกลาว เซลลตนตอมีความสําคัญกั บสิ่งมีชีวิ ตดว ยเหตุผลหลายประการ ในตั ว ออนที่มีอายุ 3-5 วัน ซึ่ง เรียกวาระยะบลาสโตซิสต (Blastocyst) นี้ เซลลตนตอในเนื้อเยื่อจะมีการเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิด -9-
  11. 11. จําเพาะหลายชนิดซึ่งจะพัฒนาตอไปเปนหัวใจ ปอด ผิวหนัง และเนื้อเยื่อชนิดอื่นๆ ในเนื้อเยื่อที่ของสัตว เจริญเติบโตเต็มที่แลวบางชนิดเปนตนวา ไขกระดูก ผิวหนัง สมอง เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่ แลวจะสามารถสรางตัวเองขึ้นมาใหมเพื่อทดแทนเซลลท่ถูกทําลายไปจากภาวะการบาดเจ็บหรือเจ็บปวยจาก ี โรคตางๆได นักวิทยาศาสตรไดมีสมมุติฐานและมีความเห็นวาในอนาคตเซลลตนตอจะสามารถนํามาใชในการ รักษาโรคตางๆไดเชน โรคพารกินสัน (Parkinson’s Disease) โรคเบาหวาน และโรคหัวใจ ดังนั้นจึงมี งานวิจัยที่เกี่ยวของกับเซลลตนตอเกิดขึ้นมากมาย และนอกจากที่นักวิทยาศาสตรไดทําการทดลองศึกษาถึง ความเปนไปไดในการนําเซลลมารักษาโรคแลว นักวิทยาศาสตรยังไดทําการศึกษาวิจัยถึงความเปนไปไดใน การนําเซลลตนตอมาใชในการทดสอบและคัดเลือกยาชนิดใหม ซึ่งในการที่จะพัฒนาเซลลตนตอเพื่อการ รักษาโรคหรือการทดสอบยาชนิดใหมนั้น คุณลักษณะพื้นฐานสําคัญของเซลลตนตอที่นักวิทยาศาสตรตอง ทําความเขาใจและทําการศึกษาอยางละเอียดลึกซึ้งนั้นไดแก 1) กระบวนการที่เซลลตนตอสามารถคงสภาพเปนเซลลที่ไมจําเพาะและการสรางตัวเองทดแทน ขึ้นมาใหมไดในระยะเวลานาน 2) ปจจัยที่กระตุนและทําใหเซลลตนตอเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลจําเพาะชนิดตางๆ 3. คุณลักษณะพิเศษเฉพาะของเซลลตนตอ เซลลตนตอนั้นแตกตางจากเซลลชนิดอื่นๆในรางกาย โดยที่เซลลตนตอทุกชนิดมีความสามารถใน การแบงตัวและสรางทดแทนตัวเองขึ้นมาใหมในระยะเวลานาน นอกจากนี้เซลลตนตอยังมีคุณสมบัติเปน เซลลที่ไมจําเพาะซึ่งสามารถเปลี่ยนไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่นๆในรางกายได คุณลักษณะพิเศษเฉพาะ ของเซลลตนตอสรุปไดดังนี้ 3.1 เซลลตนตอเปนเซลลที่ไมจําเพาะ คุ ณลั ก ษณะพื้ น ฐานที่สํ า คัญ ของเซลลตน ตอคื อ เซลลต น ตอไม ไดมี โ ครงสรางหรื อ ลั ก ษณะเป น เนื้อเยื่อจําเพาะที่จะเอื้ออํานวยใหเซลลตนตอทําหนาที่เฉพาะเจาะจง เซลลตนตอไมสามารถทํางานรวมกับ เซลลขางเคียงเพื่อสูบฉีดเลือดไปเลี้ยงรางกาย (เชน เซลลกลามเนื้อหัวใจ) เซลลตนตอไมสามารถลําเลียง ออกซิเจนไปเลี้ยงรางกายโดยผานกระแสโลหิตได (เชน เซลลเม็ดเลือดแดง) เซลลตนตอไมสามารถสง กระแสสัญญาณเคมีไฟฟาไปกระตุนเซลลอื่นใหควบคุมการเคลื่อนไหวของรางกาย (เชน เซลลประสาท) อยางไรก็ตามเซลลตนตอที่ไมจําเพาะนี้สามารถเปลี่ยนไปเปนเซลลจําเพาะเพื่อทําหนาที่เฉพาะได ดังเชน เซลลกลามเนื้อหัวใจ เซลลเม็ดเลือดแดง และเซลลประสาท 3.2 เซลลตนตอสามารถแบงตัวเพื่อสรางทดแทนตัวเองขึ้นมาใหมไดเปนระยะเวลานาน เซลลตนตอไมเหมือนเซลลจําเพาะตรงที่มีความสามารถในการแบงตัวเพื่อสรางตัวเองทดแทนขึ้นมา ใหมไดหลายครั้ง ซึ่งเรียกความสามารถในการสรางตัวเองขึ้นมาใหมของเซลลตนตอนี้วา การแพรขยาย - 10 -
  12. 12. หรือการเพิ่มจํานวนเซลล (Proliferation) เซลลตนตอสามารถเพิ่มจํานวนจากเซลลเริ่มตนเพียงไมกี่เซลล ไปเปนหลายลานเซลลในระยะเวลาเพียงไมกี่เดือน ถาเซลลที่ถูกสรางจากการเพิ่มจํานวนของเซลลตนตอนี้ ยังมีลักษณะเปนเซลลที่ไมจําเพาะ เซลลที่ถูกสรางขึ้นมาใหมนี้ก็สามารถสรางทดแทนตัวเองขึ้นมาใหมได เชนกัน 3.3 เซลลตนตอสามารถเปลี่ยนไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่นได กระบวนการที่เซลลตนตอเปลี่ยนไปเปนเซลลชนิดจําเพาะนี้เรียกวา การเปลี่ยนแปลงและพัฒนา เซลลเพื่อไปทําหนาที่ตางๆ หรือ ดิฟเฟอเรนทิเอชัน (Differentiation) นักวิทยาศาสตรพยายามศึกษา ถึงปจจัยทั้งภายในและภายนอกในการทําใหเซลลมีการเปลี่ยนแปลง ปจจัยภายในที่ควบคุมใหเกิดการ เปลี่ยนแปลงของเซลลคือ ยีนที่กระจายอยูตามสายดีเอ็นเอ ยีนนี้มีรหัสพันธุกรรมที่เปนทําหนาที่เปนกลไก ควบคุมการเปลี่ยนแปลงโครงสรางและการทําหนาที่ของเซลล ปจจัยภายนอกไดแก สารเคมีที่หลั่งมาจาก เซลลอื่นๆ เซลลที่อยูขางเคียง รวมทั้งโมเลกุลของสารประกอบในของเหลวที่อยูรอบลอมเซลล (เชน โมเลกุล ของธาตุอาหารในสารละลายที่ใชเพาะเลี้ยงเซลล) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวโดยสวนใหญจะเปลี่ยนไปเปนเซลลชนิดจําเพาะตามชนิด ของเนื้ อ เยื่ อ เดิ ม ที่ นํ า มาสกั ด แยกเซลล ต น ตอนั้ น เซลล ต น ตอที่ ส กั ด แยกมาจากไขกระดู ก จะสามารถ เปลี่ยนไปเปนเซลลเม็ดเลือดชนิดตางๆ เชน เซลลเม็ดเลือดแดง เซลลเม็ดเลือดขาว และเกล็ดเลือด อยางไร ก็ตามงานวิจัยในชวงระยะเวลาสองถึงสามปที่ผานมาไดทําใหเกิดการคนพบวา เซลลตนตอที่สกัดแยกมา จากเนื้อเยื่ อชนิ ดหนึ่ งนั้ นสามารถเปลี่ ย นไปเปน เซลลช นิดจําเพาะที่อยูใ นเนื้อเยื่ อชนิ ดอื่นได โดยเรี ยก ปรากฏการณนี้วา พลาสติซิตี้ (Plasticity) ตัวอยางเชน เซลลตนตอจากไขกระดูกเปลี่ยนไปเปนเซลล ประสาท หรือเซลลตับสามารถเปลี่ยนเปนเซลลที่ผลิตอินซูลินได 4. เซลลตนตอจากตัวออน (Embryonic Stem Cells) 4.1 อายุของตัวออนที่นํามาใชในการสกัดแยกเซลลตนตอ เซลลตนตอจากตัวออนไดรับมาจากตัวออนซึ่งมาจากไขที่ไดรับการปฏิสนธิเทียมในหลอดแกว (In Vitro Fertilization) และผูบริจาคไดใหความยินยอมในการนํามาใชทดลองเทานั้น เซลลตนตอจาก ตัวออนที่เกิดจากการปฏิสนธิโดยธรรมชาติในมดลูกจะไมถูกนํามาใช ตัวออนมนุษยที่จะนํามาใชเพื่อสกัด แยกเซลลตนตอนั้นจะมีอายุประมาณ 4-5 วัน และมีลักษณะเปนเซลลทรงกลมที่ภายในกลวง โดยเรียกตัว ออนที่อยูในระยะนี้วา บลาสโตซิสต (Blastocyst) บลาสโตซิสตจะประกอบดวยโครงสรางสามสวนไดแก โทรโฟบลาส (Trophoblast) เป น โครงสร า งชั้ น นอกสุ ด ที่ อ ยู ล อ มรอบบลาสโตซิ ส ต บลาสโตซี ล (Blastocoel) เปนโครงสร างชั้ นในของบลาสโตซิสต ซึ่งมีลักษณะเปนชองกลวง และ มวลเซลลชั้ นใน (Inner Cell Mass) เปนกลุมเซลลที่ประกอบดวยเซลลจํานวนประมาณ 30 เซลล ซึ่งจะอยูที่ปลายดานหนึ่ง ของ บลาสโตซีล (ดังแสดงในรูปที่ 1) - 11 -
  13. 13. รูปที่ 1 โครงสรางของบลาสโตซิสต (ที่มา: KU, 2009) 4.2 การเพาะเลี้ยงเซลลตนตอจากตัวออนในหองทดลอง การเพาะเลี้ยงเซลลในหองทดลอง (Cell Culture) ของเซลลตนตอจะเริ่มจากการสกัดแยกมวล เซลลชั้นในและนํามาใสในจานเพาะเลี้ยงเซลลที่ใสอาหารเลี้ยงเซลล (Culture Medium) ไวแลว (ดังแสดง ในรูปที่ 2) จากนั้นเซลลจะเริ่มแบงตัวและกระจายอยูที่ผิวหนาของจานเพาะเลี้ยงเซลล ดานในของจาน เพาะเลี้ยงเซลลนี้จะถูกเคลือบดวยเซลลตนตอจากผิวหนังของหนูซึ่งไดผานกระบวนการทําปฏิกิริยากับ สารเคมีเพื่อปองกันไมใหเซลลเกิดการแบงตัวอีก ชั้นของเซลลที่นํามาเคลือบไวดานในของจานเพาะเลี้ยง เซลลนี้เรียกวา ชั้นใหอาหาร (Feeder Layer) จุดประสงคของการเคลือบดานในของจานเพาะเลี้ยงเซลลคอ ื ตองการใหผิวดานในของจานเพาะเลี้ยงเซลลมีลักษณะที่เหนียว เพื่อใหมวลเซลลชั้นในสามารถมาเกาะติดที่ ผิวของจานเพาะเลี้ยงเซลลได นอกจากนี้ชั้นใหอาหารจะปลอยสารอาหารหรือแรธาตุที่จําเปนเขาสูอาหาร เลี้ยงเซลลเพื่อใหเซลลตนตอที่นํามาเพาะเลี้ยงเกิดการแบงตัวและเพิ่มจํานวนไดอยางสมบูรณ ปจจุบัน นักวิทยาศาสตรไดพยายามทดลองหาวิธีการเพาะเลี้ยงเซลลเซลลตนตอโดยไมตองมีชั้นใหอาหารที่มาจาก เซลลตนตอของหนู เนื่องจากมีความเสี่ยงที่ไวรัสหรือโมเลกุลบางชนิดในเซลลของหนูอาจแพรผานเขาไปใน เซลลของมนุษยได - 12 -
  14. 14. รูปที่ 2 การสกัดแยกเซลลตนตอจากมวลเซลลชั้นในเพื่อนํามาเพาะเลี้ยงในหองทดลอง (ที่มา: KU, 2009) หลังจากที่เพาะเลี้ยงมวลเซลลชั้นในไวหลายวัน เซลลของมวลเซลลชั้นในจะเพิ่มจํานวนจนกระทั่ง เต็มจานเพาะเลี้ยงเซลล นักวิทยาศาสตรจะแยกเซลลนี้ออกมาจากจานเพาะเลี้ยงเซลลเดิมเพื่อเปลี่ยนถายใส ลงในจานเพาะเลี้ยงเซลลใหม (Subculturing) และจะถูกทําอยางตอเนื่องเปนเวลาหลายเดือน กระบวนการ ยา ยเซลล จ ากจานเพาะเลี้ ย งเซลล เ ดิ ม เพื่ อ ไปใส ใ นจานเพาะเลี้ ย งเซลล ใ หม ใ นแต ล ะครั้ ง จะถู ก เรี ย กว า พาสเสจ (Passage) หลังจากผานไปประมาณ 6 เดือน เซลลตนตอจากมวลเซลลชั้นในที่เริ่มตนจาก 30 เซลล จะเพิ่มจํานวนเปนหลายลานเซลลโดยที่ยังไมเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่นๆ กลุมเซลล ตนตอจากตัวออน (Embryonic Stem Cell Line) นี้จะถูกแยกออกเปนกลุมเล็กๆเพื่อนําไปแชแข็งเตรียม ไวสําหรับการทดลองตอไปหรือสงไปยังหองทดลองอื่นๆ 4.3 การตรวจสอบในหองทดลองเพื่อพิสูจนและจําแนกเซลลตนตอจากตัวออน ในชวงระหวางการเพาะเลี้ ยงเซลลต นตอจากตัว ออนในหองทดลอง นักวิท ยาศาสตรจะทําการ ตรวจสอบว า เซลล ที่ เ พาะเลี้ ย งได นั้ น มี คุ ณ สมบั ติ พื้ น ฐานที่ เ หมื อ นกั บ เซลล ต น ตอจากตั ว อ อ น ซึ่ ง เรี ย ก กระบวนการตรวจสอบนี้วาคาแรกเตอไรเซชั่น (Characterization) อยางไรก็ตามนักวิทยาศาสตรที่ศึกษาเกี่ยวกับเซลลตนตอจากตัวออนยังไมสามารถตกลงหาขอสรุป ถึงวิธีการที่เปนมาตรฐานในการตรวจสอบคุณสมบัติของเซลลตนตอได นักวิทยาศาสตรตางใหความเห็นวา วิธีการที่ใชตรวจสอบในปจจุบันยังไมไดเปนวิธีที่ดีที่สุดในการตรวจสอบคุณสมบัติทางชีววิทยาและหนาที่ - 13 -
  15. 15. ของเซลล ต น ตอจากตั ว อ อ น ดั ง นั้ น เพื่ อ ให ก ารตรวจสอบได ผ ลลั พ ธ ที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพมากที่ สุ ด นักวิทยาศาสตรจึงใชวิธีตรวจสอบหลายวิธีหลายอยางรวมกัน ซึ่งวิธีการตรวจสอบที่ถูกใชไดแก 1) เพาะเลี้ยงเซลลและแยกเซลลเพื่อเปลี่ยนถายใสลงในจานเพาะเลี้ยงเซลลใหมเปนระยะเวลาหลาย เดือน เพื่อตรวจสอบวาเซลลที่เพาะเลี้ยงไดนี้มีความสามารถในการสรางตัวเองขึ้นมาใหมไดใน ระยะเวลานาน และตรวจสอบวาเซลลนี้ยังมีลักษณะเปนเซลลที่ไมจําเพาะอยู 2) ใชเทคนิคพิเศษในการตรวจสอบการแสดงเครื่องหมายบนผิวเซลล (Surface Markers) ที่ สามารถพบไดบนเซลลที่ไมจําเพาะเทานั้น การตรวจสอบที่สําคัญอีกวิธีคือการตรวจสอบการมีอยู ของโปรตีนที่มีชื่อวา Octamer-4 (Oct-4) ซึ่งเปนโปรตีนที่ถูกสรางจากเซลลที่ไมจําเพาะและเปน ปจจัยที่ควบคุมการเพิ่มจํานวนและพัฒนาการของเซลล (Transcription Factor) 3) ตรวจสอบโครโมโซมผ า นกล อ งจุ ล ทรรศน เ พื่ อ ดู ว า โครโมโซมมี ก ารถู ก ทํ า ลายหรื อ จํ า นวน โครโมโซมมีการเปลี่ยนแปลง แตการตรวจสอบโดยวิธีนี้ไมสามารถบงชี้วาเซลลนั้นมีการกลายพันธุ (Genetic Mutations) หรือไม 4) ตรวจสอบวาเซลลสามารถนํามาถายใสลงในจานเพาะเลี้ยงเซลลใหมหลังจากที่ถูกแชแข็งและ ผานการทําการละลายแลว 5) ตรวจสอบวาเซลลตนตอจากตัวออนมนุษยมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนไปเปนเซลลจําเพาะชนิด อื่นๆไดเกือบทุกชนิด ซึ่งเรียกคุณสมบัติเชนนี้วา พลูริโพเทนท (Pluripotent) การตรวจสอบเชนนี้ สามารถทําไดโดยวิธีตางๆดังนี้ 5.1) ปลอยใหเซลลมีการเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดอื่นตามธรรมชาติโดยไมตองควบคุม 5.2) ควบคุมเซลลใหเกิดการเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลจําเพาะชนิดที่ตองการ 5.3) ฉีดเซลลเขาไปในหนูทดลองที่ถูกยับยั้งภูมิคุมกันไวแลว เพื่อตรวจสอบการเกิดเนื้องอก ชนิดไมรายแรง (Benign Tumor) ที่เรียกวา เทอราโทมา (Teratoma) เทอราโทมานี้จะ ประกอบดวยกลุมเซลลชนิดจําเพาะทั้งหมดหรือบางสวน ซึ่งจะสามารถใชเปนเครื่องบงชี้วา เซลลตนตอนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดจําเพาะอื่นๆได 4.4 กระบวนการเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่นๆของเซลลตนตอจากตัวออน เมื่อเพาะเลี้ยงเซลลตนตอจากตัวออนไวในจานเลี้ยงเซลลและควบคุมปจจัยตางๆไว เซลลตนตอจาก ตัวออนจะคงสภาพเปนเซลลที่ไมจําเพาะ แตเมื่อเซลลนั้นมาจับตัวรวมกันเปนกลุมที่เรียกวา เอ็มบริออย บอดีส (Embryoid Bodies) เซลลจะเริ่มเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่นเชน เซลลกลามเนื้อ และ เซลลประสาท (ดังแสดงในรูปที่ 3) - 14 -
  16. 16. รูปที่ 3 การเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากตัวออนไปเปนเซลลจาเพาะชนิดอื่นๆ ํ (ที่มา: Kochar, 2004) นักวิทยาศาสตรไดพยายามควบคุมการเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดอื่นๆที่ตองการโดยวิธีตางๆ เช น การเปลี่ ย นองค ป ระกอบทางเคมี ใ นอาหารเลี้ ย งเซลล การเปลี่ย นชั้น ให อ าหารที่ เ คลื อ บไว ใ นจาน เพาะเลี้ยงเซลล การดัดแปลงเซลลโดยใสยีนพิเศษบางชนิด จากการวิจัยหลายปที่ผานมา นักวิทยาศาสตร ไดป ระสบความสําเร็ จในการคน พบวิ ธี ก ารเพื่อ ควบคุมการเปลี่ย นแปลงโดยตรงหรื อเรียกวา ไดเรคท ดิฟเฟอเรนทิเอชัน (Directed Differentiation) ของเซลลตนตอจากตัวออนไปเปนเซลลจําเพาะชนิดอื่น บางชนิด (ดังแสดงในรูปที่ 4) ซึ่งถานักวิทยาศาสตรสามารถควบคุมการเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากตัว - 15 -
  17. 17. ออนไปเปนเซลลชนิดอื่นไดโดยสมบูรณแลว ในอนาคตโรคบางชนิดเชน โรคพารกินสัน โรคเบาหวาน และ โรคหัวใจ ก็จะสามารถรักษาใหหายไดโดยการปลูกถายเซลลจําเพาะชนิดที่จําเปนในการรักษาใหกับผูปวย รูปที่ 4 ไดเรคท ดิฟเฟอเรนทิเอชัน (Directed Differentiation) (ที่มา: NIH: Stem Cell Basics, 2008) - 16 -
  18. 18. 5. เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว (Adult Stem Cells) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวเปนเซลลที่ไมจําเพาะซึ่งพบไดทามกลางเซลลชนิดจําเพาะ ในเนื้อเยื่อหรืออวัยวะ เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่สามารถสรางทดแทนตัวเองขึ้นมาใหมไดและ สามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดจําเพาะไดบางชนิด หนาที่หลักของเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัย เต็มที่แลวในสิ่งมีชีวิตคือรักษาและซอมแซมเนื้อเยื่อในสวนที่พบเซลลตนตอนั้น นักวิทยาศาสตรบางคนได เรียกเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลววาเซลลตนตอจากรางกาย (Somatic Stem Cell) และยัง ไมมีใครคนพบจุดกําเนิดของในเนื้อเยื่อของเซลลตนตอประเภทนี้ ปจจุบันนักวิทยาศาสตรคนพบเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวในเนื้อเยื่อประเภทตางๆ มากขึ้น การคนพบนี้ไดสรางความหวังใหกับนักวิทยาศาสตรถึงความเปนไปไดในการนําเซลลตนตอจาก เซลลที่เจริญวัยเต็มที่มาปลูกถายใหกับผูปวย ในความเปนจริงแลวเซลลตนตอที่ทําหนาที่สรางเลือดจากไข กระดู ก ได ถู ก ใช ป ลู ก ถ า ยมากกว า 30 ป แ ล ว เซลล ต น ตอจากเซลล ที่ เ จริ ญ วั ย เต็ ม ที่ แ ล ว บางชนิ ด มี ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลอื่นๆไดหลายชนิดภายใตสภาวะที่เหมาะสม เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวนั้นไดถูกคนพบเปนครั้งแรกเมื่อ 40 ปที่แลว ในป พ.ศ. 2503 (ค.ศ. 1960) นักวิจัยไดคนพบวาไขกระดูกประกอบดวยเซลลตนตอสองชนิด กลุมแรกเรียกวาเซลล ตนตอเม็ดโลหิต (Hematopoietic Stem Cells) ซึ่งทําหนาที่สรางเซลลเม็ดเลือดทุกชนิดในรางกาย กลุม ที่สองเรียกวาเซลลจากไขกระดูกในชั้นสตอรมาล (Bone Marrow Stromal Cells) ซึ่งถูกคนพบ หลังจากเซลลกลุมแรกประมาณ 2-3 ป และเซลลกลุมนี้จะทําหนาที่สรางกระดูก กระดูกออน ไขมัน และ เนื้อเยื่อเสนใย (Fibrous Connective Tissue) 5.1 แหลงที่มาและหนาที่ของเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวนี้สามารถพบไดในอวัยวะและเนื้อเยื่อหลายชนิด จุดสําคัญ ที่ควรทําความเขาใจเกี่ยวกับเซลลตนตอประเภทนี้คือ ในเนื้อเยื่อแตละชนิดจะมีเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญ วัยเต็มที่แลวจํ านวนนอยมาก เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวจะสามารถพบไดในบริเวณแค บางสวนของเนื้อเยื่อและจะคงสภาพเปนเซลลที่ยังไมมีการแบงตัวเปนระยะเวลาหลายปจนกระทั่งไดรับการ กระตุนโดยโรคหรือการบาดเจ็บที่สงผลตอเนื้อเยื่อสวนนั้น เนื้อเยื่อที่มีการรายงานการคนพบเซลลตนตอจาก เซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวไดแก สมอง ไขกระดูก กระแสเลือด (Peripheral Blood) หลอดเลือด กลามเนื้อ โครงราง (Skeletal Muscle) ผิวหนัง และตับ นักวิทยาศาสตรไดพยายามหาวิธีเพาะเลี้ยงและควบคุมการเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากเซลลที่ เจริญวัยเต็มที่แลวในหองทดลองไปเปนเซลลจําเพาะชนิดตางๆที่ตองการเพื่อใชในการรักษาโรคหรืออาการ บาดเจ็ บ ตั ว อย า งของการรั ก ษาโดยใช เ ซลล ต น ตอชนิ ด นี้ ไ ด แ ก การปลู ก ถ า ยเซลล ที่ ผ ลิ ต โดปามี น (Dopamine-Producing Cells) ลงในสมองของผูปวยที่เปนโรคพารกินสัน การปลูกถายเซลลที่ผลิตอินซูลิน (Insulin-Producing Cells) ใหกับผูปวยดวยโรคเบาหวานชนิดที่ 1 (Type I Diabetes) และการซอมแซม - 17 -
  19. 19. กลามเนื้อหัวใจในผูปวยที่มีโอกาสเกิดอาการกลามเนื้อหัวใจวาย (Heart Attack) ดวยเซลลกลามเนื้อหัวใจ (Cardiac Muscle Cells) 5.2 การตรวจสอบในหองทดลองเพื่อพิสูจนและจําแนกเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวั ย เต็มที่แลว นักวิทยาศาสตรยังไมสามารถตกลงหาขอสรุปถึงเกณฑมาตรฐานในการพิสูจนและจําแนกเซลล ต น ตอจากเซลล ที่ เ จริ ญ วั ย เต็ ม ที่ แ ล ว อย า งไรก็ ต ามนั ก วิ ท ยาศาสตร ส ว นใหญ จ ะเลื อ กแนวทางในการ ตรวจสอบตามวิธีหนึ่งหรือมากกวาจากสามวิธีดังตอไปนี้ 1) ทําเครื่องหมายกับเซลลตนตอที่อยูที่เนื้อเยื่อโดยใชเครื่องหมายโมเลกุล (Molecular Marker) แลวติดตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นวาเซลลตนตอเปลี่ยนไปเปนเซลลจําเพาะชนิดใด 2) สกัดแยกเซลลตนตอจากสิ่งมีชีวิตเพื่อนํามาเพาะเลี้ยงในหองทดลอง จากนั้นปลูกถายกลุมเซลล นั้นใหกับสิ่งมีชีวิตตัวใหม เพื่อตรวจสอบวากลุมเซลลนั้นสามารถกลับมารวมตัวกันที่เนื้อเยื่อตน กําเนิดชนิดเดิม 3) สกัดแยกเซลลตนตอจากสิ่งมีชีวิตแลวนํามาเพาะเลี้ยงในหองทดลอง ใสปจจัยที่ควบคุมการ เจริญเติบโตตาง ๆ (Growth Factors) หรือใสยีนชนิดใหมเพื่อควบคุมการเปลี่ยนแปลงของเซลล เพื่อตรวจสอบดูชนิดของเซลลที่เปลี่ยนแปลงไป เซลล ตน ตอจากเซลลที่เจริญวั ย เต็มที่ แลว หนึ่งเซลล จะสามารถสรางกลุ มเซลลที่มีลัก ษณะทาง พันธุกรรมเหมือนกับเซลลตนกําเนิดได และเรียกกลุมเซลลนี้วา โคลน (Clone) กลุมเซลลนี้จะสามารถ เปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดจําเพาะที่เหมาะสมของเนื้อเยื่อได โดยเมื่อเร็วๆนี้นักวิทยาศาสตรไดประสบ ความสําเร็จในการใสไวรัสบางชนิดเขาไปในโคลนจากเซลลตนตอเพื่อควบคุมใหเซลลสรางตัวเองขึ้นมาใหม และไปซอมแซมเนื้อเยื่อที่บาดเจ็บ 5.3 การเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวเพื่อไปทํา หนาที่ตางๆ เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวจากเนื้อเยื่อหลายๆชนิดสามารถพัฒนาไปสูกระบวนการ การเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาไปเปนเซลลชนิดที่จําเพาะสําหรับเนื้อเยื่อชนิดนั้นๆเพื่อทําหนาที่โดยวิธีปกติ ได (Normal Differentiation) อยางไรก็ตามเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวจากเนื้อเยื่อชนิดหนึ่งก็ สามารถเปลี่ยนไปเปนเซลลชนิดจําเพาะของเนื้อเยื่อชนิดอื่นได ซึ่งเรียกความสามารถนี้วา ทรานสดิฟเฟอ- เรนทิเอชัน (Transdifferentiation) หรือ พลาสติซิตี้ (Plasticity) 1) การเปลี่ยนแปลงเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวไปเปนเซลลจําเพาะโดยกระบวนการ ปกติ (Normal Differentiation) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวในสิ่งมีชีวิตสามารถแบงตัว - 18 -
  20. 20. ไดเปนระยะเวลานานและเปลี่ยนไปเปนเซลลที่มีโครงสราง รูปราง คุณลักษณะ และหนาที่จําเพาะ ตามชนิดของเนื้อเยื่อที่เปนตนกําเนิดของเซลลตนตอนั้น (ดังแสดงในรูปที่ 5) ตัวอยางเชน รูปที่ 5 การเปลี่ยนแปลงเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวไปเปนเซลลจําเพาะ โดยกระบวนการปกติ (Normal Differentiation) (ที่มา: NIH: Stem Cell Basics, 2008) 1.1) เซลลตนตอเม็ดโลหิต (Hematopoietic Stem Cells) เปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลเม็ด เลือดไดทุกชนิดซึ่งไดแก • เซลลเม็ดเลือดแดง บีลิมโฟไซต (B Lymphocytes) • ทีลิมโฟไซต (T Lymphocytes) • เซลลเพชฌฆาต (Natural Killer Cells) • นิวโทรฟล (Neutrophils) • บาโซฟล (Basophils) • อีโอสิโนฟล (Eosinophils) • โมโนไซต (Monocytes) • มาโครฟาจ (Macrophages) • เกล็ดเลือด (Platelets) - 19 -
  21. 21. 1.2) เซลลจากไขกระดูกในชั้นสตอรมาล (Bone Marrow Stromal Cells) หรือเซลลตนตอ ชนิดมีเซ็นไคมอล (Mesenchymal Stem Cells) สามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิด ตางๆไดแก • เซลลกระดูกหรือออสติโอไซต (Osteocytes) • เซลลกระดูกออนหรือคอนโดรไซต (Chondrocytes) • เซลลไขมันหรือเซลลอะดิโปไซต (Adipocytes) • เซลลเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (Connective Tissue Cells) ชนิดตางๆ เชน เซลลที่อยู ที่เสนเอ็น (Tendons) 1.3) เซลลตนตอประสาท (Neural Stem Cells) ในสมองสามารถเปลี่ยนไปเปนเซลลชนิด จําเพาะไดสามชนิดไดแก • เซลลประสาทหรือนิวรอน (Neurons) • เซลลชนิด Non-Neuronal อีกสองชนิด ซึ่งไดแก แอสโทรไซต (Astrocytes) และโอลิโกเดนโดรไซต (Oligodendrocytes) 1.4) เซลลตนตอชั้นอีพิทีเลียล (Epithelial Stem Cells) ซึ่งอยูในโครงสรางเยื้อบุชั้นในของ ระบบทางเดินอาหาร สามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลชนิดจําเพาะไดหลายชนิดเชน • เซลลดูดซึม (Absorptive Cells) • เซลลกอบเลท (Goblet Cells) • พาเนทเซลล (Paneth Cells) • เซลลชนิดเอ็นเตอโรเอ็นโดครีน (Enteroendocrine Cells) 1.5) เซลลตนตอจากผิวหนังในชั้นอีพิเดอมิส (Epidermis) และที่ชั้นลางสุดของรูขุมขน (Hair Follicles) เซลลตนตอจากผิวหนังในชั้นอีพิเดอมิสสามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเคราติ- โนไซต (Keratinocytes) ซึ่งจะยายไปอยูที่ผิวชั้นบนสุดของผิวหนังเพื่อทําหนาที่เปนชั้น ปกปอง สวนเซลลตนตอจากรูขุมขนจะสามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนรูขุมขนและอีพิเดอมิส 2) การเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวจากเนื้อเยื่อชนิดหนึ่งไปเปนเซลล ชนิดจําเพาะของเนื้อเยื่อชนิดอื่น (Plasticity and Transdifferentiation) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญ วัยเต็มที่แลวบางชนิดเปนพลูริโพเทนท (Pluripotent) นั่นคือมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนไปเปนเซลล จํ า เพาะชนิ ด อื่ น ๆได ห ลายชนิ ด ซึ่ ง เรี ย กคุ ณ สมบั ติ เ ช น นี้ ว า พลาสติ ซิ ตี้ (Plasticity) หรื อ ทรานสดิฟเฟอเรนทิเอชัน (Transdifferentiation) (ดังแสดงในรูปที่ 6) - 20 -
  22. 22. รูปที่ 6 การเปลี่ยนแปลงของเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มทีแลวจากเนื้อเยื่อชนิดหนึ่งไปเปนเซลล ่ ชนิดจําเพาะของเนื้อเยื่อชนิดอื่น (Plasticity and Transdifferentiation) (ที่มา: NIH: Stem Cell Basics, 2008) ตัวอยางจากงานวิจัยที่ผานมาเชน 2.1) เซลลตนตอเม็ดโลหิต (Hematopoietic Stem Cells) เปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลประสาท ไดทั้งสามชนิด (นิวรอน แอสโทรไซต และโอลิโกเดนโดรไซต) หรือเปลี่ยนแปลงไปเปน เซลลกลามเนื้อโครงราง เซลลกลามเนื้อหัวใจ หรือเซลลตับ 2.2) เซลลจากไขกระดูกในชั้นสตอรมาล (Bone Marrow Stromal Cells) สามารถเปลี่ยน แปลงไปเปนเซลลกลามเนื้อหัวใจ หรือเซลลกลามเนื้อโครงราง 2.3) เซลลตนตอจากสมองสามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลเม็ดเลือด หรือเซลลกลามเนื้อ โครงราง - 21 -
  23. 23. 5.4 ปญหาสําคัญที่เกี่ยวของกับเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลว ถึงแมวานักวิทยาศาสตรไดประสบความสําเร็จในการคนพบเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่ แลว อยางไรก็ตามนักวิทยาศาสตรยังไมสามารถเขาใจอยางถองแทในตนกําเนิดและกระบวนการทํางานของ เซลลตนตอชนิดนี้ ยังมีคําถามสําคัญอีกหลายขอที่นักวิทยาศาสตรตองทดลองศึกษาคนหาเพิ่มเติมเพื่อหา คําตอบตอไป ซึ่งคําถามสําคัญเหลานี้ไดแก 1) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวมีทั้งหมดกี่ชนิด และอยูในเนื้อเยื่อชนิดใดบาง 2) ตนกําเนิดของเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวคืออะไร และทําไมเซลลตนตอชนิดนี้จึง สามารถคงสภาพที่ ไ ม เ ปลี่ ย นแปลงไปเป น เซลล จํ า เพาะชนิ ด อื่ น ๆ ในขณะที่ เ ซลล ร อบข า งนั้ น เปลี่ยนแปลงไป 3) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวมีความสามารถในการเปลี่ยนไปเปนเซลลชนิดจําเพาะ ของเนื้อเยื่อชนิดอื่นโดยธรรมชาติ หรือเปนเพราะนักวิทยาศาสตรไดควบคุมปจจัยที่สงผลใหเกิดการ เปลี่ยนแปลงนั้น นอกจากนี้อะไรคือปจจัยและตัวกระตุนใหเซลลตนตอชนิดนี้แบงตัวสรางตัวเอง เพิ่มขึ้นและเปลี่ยนไปเปนเซลลชนิดจําเพาะอื่นๆ 4) มีความเปนไปไดหรือไมที่สามารถควบคุมใหเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวสราง ตัวเองเพิ่มขึ้นจนเพียงพอตอการปลูกถายลงในเนื้อเยื่อ 5) มีความเปนไปไดหรือไมที่เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวชนิดหนึ่งสามารถเปลี่ยนไป เปนเซลลจําเพาะในเนื้อเยื่ออื่นๆไดทุกชนิด เชนเซลลตนตอจากไขกระดูกหรือจากกระแสโลหิต 6) อะไรเปนปจจัยที่กระตุนใหเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวยายไปซอมแซมบริเวณ เนื้อเยื่อที่ถูกทําลายหรือไดรับบาดเจ็บ 6. ความเหมือนและความแตกตางระหวางเซลลตนตอจากตัวออนและเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญ  วัยเต็มที่แลว เซลลตนตอจากตัวออนมนุษยและเซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวนั้นมีขอไดเปรียบและ เสียเปรียบในเรื่องของความสามารถในการนําเซลลมาชวยรักษาโรคตางๆ นอกจากนี้เซลลตนตอทั้งสอง ประเภทนี้ยังมีความแตกตางในเรื่องจํานวนและชนิดของเซลลจําเพาะที่เกิดจากการพัฒนาเปลี่ยนแปลงของ เซลลตนตอ เซลลตนตอจากตัวออนสามารถเปลี่ยนแปลงไปเปนเซลลจําเพาะไดเกือบทุกชนิดในรางกาย ซึ่ง เรียกคุณสมบัติเชนนี้วา พลูริโพเทนท (Pluripotent) เซลลตนตอจากเซลลที่เจริญวัยเต็มที่แลวจะสามารถ เปลี่ยนแปลงไปเปนเซ0

×