เซลล์ต้นกำเนิดสายพันธุ์ ( Stem cell line)คือกลุ่มของเซลล์ต้นกำเนิดที่เพาะเลี้ยงในหลอดทดลองและสามารถเพิ่มจำนวนได้อย่างไม่จำกัด เซลล์ต้นกำเนิดสายพันธุ์เหล่านี้ได้มาจากเนื้อเยื่อของสัตว์หรือมนุษย์ และมาจากแหล่งที่มา 3 แหล่ง ได้แก่เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนเซลล์ต้นกำเนิดจากผู้ใหญ่หรือ เซลล์ ต้นกำเนิดแบบเหนี่ยวนำให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดหลายศักยภาพ (Induced pluripotent stem cells ) โดยทั่วไปแล้วจะใช้ในงานวิจัยและเวชศาสตร์ฟื้นฟู

ตามคำจำกัดความ เซลล์ต้นกำเนิดมีคุณสมบัติสองประการ: (1) สามารถสร้างตัวเองขึ้นใหม่ได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถแบ่งตัวได้ไม่จำกัดในขณะที่ยังคงอยู่ใน สถานะ ที่ไม่แตกต่างและ (2) เป็นเซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่างหรือหลายศักยภาพซึ่งหมายความว่าสามารถแตกต่างไปเป็นเซลล์ชนิดเฉพาะได้ เนื่องจากความสามารถในการสร้างตัวเองขึ้นใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิด เซลล์ต้นกำเนิดจึงสามารถเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองได้ไม่จำกัด

สายเซลล์ต้นกำเนิดนั้นแตกต่างอย่างชัดเจนจากสายเซลล์อมตะเช่น สายเซลล์ HeLaในขณะที่เซลล์ต้นกำเนิดสามารถขยายพันธุ์ได้อย่างไม่จำกัดในวัฒนธรรมเนื่องจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติของเซลล์เหล่านั้น เซลล์อมตะโดยปกติจะไม่สามารถแบ่งตัวได้อย่างไม่จำกัด แต่ได้รับความสามารถนี้เนื่องจากการกลายพันธุ์ สายเซลล์อมตะสามารถสร้างขึ้นจากเซลล์ที่แยกได้จากเนื้องอก หรือสามารถนำการกลายพันธุ์เข้ามาเพื่อให้เซลล์เป็นอมตะได้^{[ 1 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดยังแตกต่างจากเซลล์ปฐมภูมิด้วย เซลล์ปฐมภูมิคือเซลล์ที่ถูกแยกออกมาและนำมาใช้ทันที เซลล์ปฐมภูมิไม่สามารถแบ่งตัวได้ไม่จำกัด ดังนั้นจึงไม่สามารถเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองได้เป็นเวลานาน

สายเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ที่ได้มาจากมวลเซลล์ชั้นในของบลาสโตซิสต์ ซึ่งเป็น ตัวอ่อนระยะแรกก่อนการฝังตัว[ ^{2 ] ใน} มนุษย์ ระยะบลาสโตซิสต์เกิดขึ้น 4-5 วันหลังการปฏิสนธิ เพื่อสร้างสายเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน มวลเซลล์ชั้นในจะถูกนำออกจากบลาสโตซิสต์ แยกออกจากโทรโฟเอ็กโตเดอร์มและเพาะเลี้ยงบนชั้นของเซลล์สนับสนุนในหลอดทดลอง ในการสร้างสายเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนของมนุษย์ จะใช้ตัวอ่อนที่เหลือจาก กระบวนการ ปฏิสนธิในหลอดทดลอง (IVF) ข้อเท็จจริงที่ว่าบลาสโตซิสต์ถูกทำลายในระหว่างกระบวนการนี้ทำให้เกิดข้อโต้แย้งและความกังวลด้านจริยธรรม

เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนเป็นเซลล์ที่มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ทุกชนิดในร่างกายได้ ในห้องปฏิบัติการ เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนสามารถเพาะเลี้ยงได้ภายใต้สภาวะที่กำหนด เพื่อคงสภาพศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ หรืออาจกระตุ้นด้วยสัญญาณทางชีวเคมีและทางกายภาพ เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ

เซลล์ต้นกำเนิดในผู้ใหญ่พบได้ในเนื้อเยื่อของเด็กหรือผู้ใหญ่ เซลล์ต้นกำเนิดในผู้ใหญ่มีศักยภาพหลายอย่าง กล่าวคือ สามารถสร้างเซลล์ที่แตกต่างกันได้เพียงจำนวนจำกัด (ต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนที่มีศักยภาพหลายอย่าง) ประเภทของเซลล์ต้นกำเนิดในผู้ใหญ่ ได้แก่เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและเซลล์ต้นกำเนิดมี เซนไคม์ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดพบได้ในไขกระดูกและสร้างเซลล์ทั้งหมดของระบบภูมิคุ้มกัน รวม ถึง เซลล์เม็ดเลือดทุกชนิด เซลล์ต้นกำเนิด มีเซนไคม์พบได้ในเลือดจากสายสะดือ น้ำคร่ำ และเนื้อเยื่อไขมัน และสามารถสร้างเซลล์ได้หลายชนิด รวมถึงเซลล์สร้างกระดูกเซลล์ สร้าง กระดูก อ่อน และ เซลล์ไขมัน ในทางการแพทย์ เซลล์ต้นกำเนิดในผู้ใหญ่ส่วนใหญ่มักใช้ในการปลูกถ่ายไขกระดูกเพื่อรักษาโรคมะเร็งกระดูกและเม็ดเลือดหลายชนิด รวมถึงโรคภูมิต้านตนเองบางชนิด^{[ 3 ]} (ดูการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด )

ในบรรดาเซลล์ต้นกำเนิดผู้ใหญ่ประเภทต่างๆ ที่ได้รับการแยกและระบุได้สำเร็จ มีเพียงเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์เท่านั้นที่สามารถเพาะเลี้ยงได้สำเร็จในระยะเวลานาน เซลล์ต้นกำเนิดผู้ใหญ่ประเภทอื่นๆ เช่น เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดนั้น เพาะเลี้ยงและขยายพันธุ์ในหลอดทดลองได้ยาก^{[ 4 ]} การค้นหาวิธีการรักษาเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในหลอดทดลองเป็นหัวข้อการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ ดังนั้น แม้ว่าจะมีสายเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์อยู่แล้ว แต่เซลล์ต้นกำเนิดผู้ใหญ่ประเภทอื่นๆ ที่เพาะเลี้ยงในหลอดทดลองนั้น สามารถจัดประเภทได้ดีกว่าว่าเป็นเซลล์ปฐมภูมิ

เซลล์ต้นกำเนิดแบบเหนี่ยวนำให้เกิดความสามารถในการเปลี่ยนแปลงเป็น เซลล์ชนิดต่างๆ (iPSC) คือเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถสร้างความสามารถในการเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ ได้ ซึ่งถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ผู้ใหญ่/เซลล์ร่างกาย วิธีการสร้าง iPSC ได้รับการพัฒนาโดย ห้องปฏิบัติการของ Shinya Yamanakaในปี 2549 โดยกลุ่มของเขาได้แสดงให้เห็นว่าการนำยีนเฉพาะสี่ตัวเข้าไปสามารถเหนี่ยวนำให้เซลล์ร่างกายกลับคืนสู่สภาวะเซลล์ต้นกำเนิดที่มีความสามารถเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ ได้^{[ 5 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับสายเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน สายเซลล์ iPSC ก็มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน แต่สามารถสร้างขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้ตัวอ่อนของมนุษย์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ก่อให้เกิดข้อกังวลด้านจริยธรรม นอกจากนี้ ยังสามารถสร้างสายเซลล์ iPSC เฉพาะบุคคลได้ นั่นคือ สายเซลล์ที่มีพันธุกรรมตรงกับแต่ละบุคคล สายเซลล์ iPSC เฉพาะบุคคลได้รับการสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการศึกษาโรค^{[ 6 ]} และเพื่อพัฒนาการรักษาทางการแพทย์เฉพาะบุคคล

เซลล์ต้นกำเนิดจะถูกเพาะเลี้ยงและบำรุงรักษาในอุณหภูมิและสภาวะบรรยากาศที่เฉพาะเจาะจง (37 องศาเซลเซียส และ 5% CO2 ₎ในตู้อบ สภาวะการเพาะเลี้ยง เช่น สารอาหารที่ใช้ในการเพาะเลี้ยง เซลล์ และพื้นผิวที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ จะแตกต่างกันไปอย่างมาก ขึ้นอยู่กับเซลล์ต้นกำเนิดแต่ละสายพันธุ์ สามารถเติมสารชีวเคมีต่างๆ ลงในสารอาหารเพื่อควบคุมลักษณะของเซลล์ได้ เช่น เพื่อรักษาสภาพเซลล์ต้นกำเนิดให้อยู่ในสภาวะที่สามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ ได้ หรือเพื่อทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ

เซลล์ต้นกำเนิดถูกนำมาใช้ในการวิจัยและการแพทย์ฟื้นฟู สามารถนำมาใช้ศึกษาชีววิทยาของเซลล์ต้นกำเนิดและการพัฒนาของมนุษย์ในระยะเริ่มต้น ในด้านการแพทย์ฟื้นฟู มีการเสนอให้ใช้เซลล์ต้นกำเนิดในการรักษาด้วยเซลล์เพื่อทดแทนเซลล์และเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บหรือเป็นโรค ตัวอย่างของโรคที่นักวิจัยกำลังพัฒนาวิธีการรักษาด้วยเซลล์ต้นกำเนิด ได้แก่ โรคทางระบบประสาทเสื่อม โรคเบาหวาน และการบาดเจ็บไขสันหลัง

เซลล์ต้นกำเนิดในหลอดทดลอง

เซลล์ต้นกำเนิดสามารถใช้เป็นแพลตฟอร์มในหลอดทดลองที่เหมาะสมในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงการพัฒนาในระดับโมเลกุล ตัวอย่างเช่น เซลล์ต้นกำเนิดประสาท (NSC) ถูกนำมาใช้เป็นแบบจำลองเพื่อศึกษาถึงกลไกเบื้องหลังการแยกตัวและการเจริญเติบโตของเซลล์ของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) การศึกษาเหล่านี้กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถปรับให้เหมาะสมและเกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองโรคทางระบบประสาทเสื่อมและเนื้องอกในสมอง^{[ 7 ]}

มีข้อโต้แย้งที่เกี่ยวข้องกับการได้มาและการใช้สายเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์ ข้อโต้แย้งนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าการได้มาซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์จำเป็นต้องทำลายตัวอ่อนมนุษย์ระยะบลาสโตซิสต์ก่อนการฝังตัว มีมุมมองที่หลากหลายเกี่ยวกับการพิจารณาทางศีลธรรมที่ควรให้กับตัวอ่อนมนุษย์ระยะบลาสโตซิสต์^{[ 8 ] [ 9 ]}

ในสหรัฐอเมริกา คำสั่งบริหารที่ 13505 กำหนดว่าเงินทุนของรัฐบาลกลางสามารถใช้สำหรับการวิจัยที่ใช้เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์ (hESC) ที่ได้รับการอนุมัติ แต่ไม่สามารถใช้เพื่อสร้างเซลล์สายพันธุ์ใหม่ได้^{[ 10 ]}แนวทางการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดมนุษย์ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) ซึ่งมีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม 2552 ได้นำคำสั่งบริหารที่ 13505 มาใช้โดยกำหนดเกณฑ์ที่เซลล์ hESC ต้องมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดเพื่อได้รับการอนุมัติเงินทุน^{[ 11 ]}สามารถเข้าถึงทะเบียนเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนมนุษย์ของ NIH ได้ทางออนไลน์และมีข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับเซลล์สายพันธุ์ที่มีสิทธิ์ได้รับเงินทุนจาก NIH ^{[ 12 ]} ณ เดือนมกราคม 2565 มีเซลล์สายพันธุ์ที่ได้รับการอนุมัติแล้ว 486 สายพันธุ์^{[ 13 ]}

จากการศึกษาพบว่าสายเซลล์ hESC ที่ได้รับการอนุมัติไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างสม่ำเสมอในสหรัฐอเมริกา ข้อมูลจากธนาคารเซลล์และการสำรวจนักวิจัยระบุว่ามีเพียงสายเซลล์ hESC ที่มีอยู่ไม่กี่สายเท่านั้นที่ถูกนำมาใช้ในการวิจัยเป็นประจำ การเข้าถึงและประโยชน์ใช้สอยถูกระบุว่าเป็นสองปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อการเลือกใช้สายเซลล์ hESC ของนักวิทยาศาสตร์^{[ 14 ]}

จากการสำรวจนักวิทยาศาสตร์ด้านเซลล์ต้นกำเนิดในสหรัฐอเมริกาในปี 2011 ที่ใช้สายเซลล์ hESC ในการวิจัย พบว่าร้อยละ 54 ของผู้ตอบแบบสอบถามใช้สายเซลล์สองสายหรือน้อยกว่า และร้อยละ 75 ใช้สายเซลล์สามสายหรือน้อยกว่า^{[ 15 ]}

การศึกษาวิจัยอีกชิ้นหนึ่งได้ติดตามคำขอเซลล์ไลน์ที่ได้รับจากคลังเก็บเซลล์ที่ใหญ่ที่สุดของสหรัฐฯ ได้แก่ National Stem Cell Bank (NSCB) และ Harvard Stem Cell Institute (HSCI; Cambridge, MA, USA) ในช่วงเดือนมีนาคม พ.ศ. 2542 – ธันวาคม พ.ศ. 2551 (สำหรับ NSCB) และเมษายน พ.ศ. 2547 – ธันวาคม พ.ศ. 2551 (สำหรับ HSCI) ^{[ 16 ]}สำหรับ NSCB จากเซลล์ไลน์ที่ได้รับการอนุมัติ 21 เซลล์ไลน์ มีคำขอ 77% สำหรับ 2 เซลล์ไลน์ (H1 และ H9) สำหรับ HSCI จากเซลล์ไลน์ 17 เซลล์ไลน์ที่มีคำขอมากกว่าหนึ่งครั้ง มีคำขอ 24.7% สำหรับ 2 เซลล์ไลน์ที่มีคำขอมากที่สุด

• เซลล์ต้นกำเนิด
• เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน
• เซลล์ต้นกำเนิดแบบเหนี่ยวนำให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่าง
• เซลล์ต้นกำเนิดผู้ใหญ่
• การเพาะเลี้ยงเซลล์
• เซลล์สายพันธุ์อมตะ
• ข้อถกเถียงเกี่ยวกับเซลล์ต้นกำเนิด
• เวชศาสตร์ฟื้นฟู