自1988年10月，法國成功的完成世界上第一例臍帶血移植案例後，臍帶血的應用與保存成為世界各地目光的焦點。
臍帶血，顧名思義，就是指媽媽生下小寶寶後還留存在胎盤與臍帶中之血液，臍帶血含有豐富的造血幹細胞（stem cell），這是臍帶血具神奇功效的秘密，本文將分成幹細胞與臍帶血兩部分做一簡單的介紹。

幹細胞
幹細胞具有兩大特色：其一是幹細胞有「自行再生」的能力，普通體細胞有固定的生命週期，而幹細胞「自行再生」的能力，使它可以不斷產生與自己一模一樣的後代，彷彿授與它長生不老的特權。其二為具有「分化成各種細胞」的潛能，幹細胞有如初生嬰兒般，具有強大的可塑性，可接受環境不同訊息的刺激而發育成各種不同功能的組織與細胞。

幹細胞在胚胎發育期屬於較原始階段之細胞，易受環境影響，但也正因為幹細胞這種可塑性，近來被醫學界譽為人體組織再生之星，曾經被著名期刊「科學」（Science）選定為1999年的「年度突破」。

幹細胞依其功能可分為三類
一、全能性幹細胞（Totipotent stem cell）
『Totipotent』是指具有「完全能力」的，受精卵就是一個「Totipotent」的細胞，由受精卵到8個細胞體期，由於每個細胞均具有發展成完整個體的能力，所以這些細胞稱為全能性幹細胞。

二、多功能性幹細胞（Pluripotent stem cell）
受精約4天後，全功能性幹細胞開始分化進入囊胚體期，囊胚體可分為兩部分：外滋養層細胞（outer layer of cells）與內細胞團（inner cell mass），在胚胎發育過程中，外滋養層細胞會形成胎盤與胎兒依附在子宮中所需的支持組織，而內細胞團則可形成人體所有的組織與器官。內細胞團則會形成外胚層、中胚層與內胚層，各個胚層再往下分化成各種不同的系統與器官。

雖然內細胞團有形成人體各部份的能力，但若單獨將內細胞團放入人類成熟女性健康的子宮內，因為缺乏外滋養層細胞，無法形成胎盤及胎兒生長所需的外在支持系統與環境，所以無法發展成一完整個體，因此，內細胞團雖是多功能的，但仍有部分限制；所以內細胞團就稱為多功能性幹細胞，因為他們並非全能的，他們的能力是有所限制的。

三、多潛能性幹細胞（Multipotent stem cell）
多功能性幹細胞再往下分化，可特化成特定組織的幹細胞，如造血幹細胞（hematopoietic stem cell）、神經系統幹細胞（neuronal stem cell）等，這些具特定功能的幹細胞稱為多潛能性幹細胞（Multipotent stem cell），以造血幹細胞為例，造血幹細胞可再往下分化成淋巴幹細胞與骨髓幹細胞，其中淋巴幹細胞可分化成淋巴球、殺手細胞等，而骨髓幹細胞可分化成紅血球、白血球與血小板等；成人與小孩體內都可找到多潛能性幹細胞，藉由幹細胞「自行再生」的能力，多潛能性幹細胞主要扮演著補充與更新我們體內正常所消耗掉的細胞，目前還無法將人體內所有組織的多潛能性幹細胞分離出來，已可分離出的包括腦、骨髓、肝、骨骼肌及脂肪組織等；成人體內多潛能性幹細胞所能收集到的量不多，也較難去分離與純化出來，由於環境中的許多不良因子，如輻射線、過量的紫外線或農藥等所導致的基因異常，加上成人體內多潛能性幹細胞的再生能力會隨年齡增加而衰退，多潛能性幹細胞 的數量也就隨年齡的增加而逐漸減少，這就是為什麼我們每個人體內都存有具「長生不老」特權的幹細胞，但是我們每個人卻不具「長生不老」能力的原因。

幹細胞的可塑性會受到不同微小環境生長因子的刺激而改變它的分化方向，科學家做了一些動物實驗發現，將老鼠的神經幹細胞放入其骨髓中，這些原本屬於神經系統的幹細胞會製造出各種不同的血球細胞；由兔子的骨髓中取出之幹細胞可將之培養成肝細胞，也就是即使是已分化成特殊功能之幹細胞（即Multipotent stem cell），在特定環境下，仍有可能隨環境而改變分化路徑，簡單的說，因為接收到神經系統所給予的生長環境訊息，活化了造血幹細胞內控制其分化成神經細胞的基因，而分化成血球細胞的基因則受到抑制，也就是說，即使是已特化的幹細胞，只要給予它不同環境的訊息刺激，幹細胞內部基因便可藉由基因的「開關」而操控幹細胞的未來，發揮它「百變幹細胞」的潛能。

幹細胞的應用
幹細胞可應用於下列三個方向：

一、基因療法
將帶有遺傳疾病或有基因缺陷的幹細胞，利用基因重組的方式將異常基因做一置換，經過基因重組後的幹細胞便帶有正常健康的基因，此時利用幹細胞「自行再生」的能力，在將幹細胞植入體內時把正常基因帶到全身。

二、複製療法
利用幹細胞的「自行再生」的能力複製細胞組織與器官，再將此複製後的產品移植入體內來治療疾病；或藉由幹細胞「分化成各種細胞」的潛能，將幹細胞培養成我們所需要的細胞，再加上其「自行再生」的能力複製出組織與器官來做移植。

三、藥物研發、藥物安全與毒性試驗
利用幹細胞「分化成各種細胞」的潛能，將幹細胞培養成各種細胞來進行藥物的初步試驗。
多潛能性幹細胞可藉由下列四種方式取得：

一、取自於用來治療不孕症所剩下的人工受精卵
例如美國威斯康辛大學的James Thomson於1998年的實驗，實驗胚胎的來源，為治療不孕症所剩下的受精卵，經過夫妻雙方簽署捐贈同意書後， Thomson醫師將處於囊胚體期的內細胞團分離出來並培養之，首次成功的由胚胎幹細胞培養出五個細胞株。

二 、取自於決定終止孕期婦女的流產胎兒
例如美國約翰霍普金斯大學的John Gearhart的實驗，實驗胚胎的來源，取自於決定終止孕期婦女的流產胎兒，在經過當事人簽署捐贈同意書後， Gearhart醫師取出胎兒的生殖細胞加以培養。

三、 體細胞核轉殖（somatic cell nuclear transfer；SCNT）
利用複製桃莉的技術，將體細胞經過適當處理後取出細胞核，再與已去核之卵細胞予以電刺激使二者融合，此融合後之細胞便會出現和受精卵一樣的胚胎分化，此時可藉由囊胚體的形成而培養出多潛能性幹細胞。
由於醫學上所定義的生命起源，是由受精那一刻開始，而目前備受爭議的人類胚胎幹細胞實驗，勢必會傷害到受精卵與懷孕中的胎兒，另外由胚胎幹細胞所取得的Totipotent stem cell，由於其所具備的全能性，存在著被有心人士用來『複製人』的危險，而且胚胎幹細胞研究的胚胎取得，可能間接鼓勵婦女反覆受孕的商業行為，所以使得胚胎幹細胞的研究受到許多限制與爭議。

四、 生殖細胞核轉殖
超過50種的代謝性遺傳疾病，是導因於卵細胞質中粒線體DNA出現缺損所造成，利用核轉殖方法可治療這些由卵細胞引起的遺傳性疾病,也就是將帶有異常粒線體DNA的卵細胞核取出，使其與已去核之帶正常粒線體DNA的細胞融合，再將此融合後的健康卵細胞受精，則此受精卵的子代就不會帶有異常粒線體DNA所造成的代謝性疾病，這種由生殖細胞徹底根除遺傳性家族疾病的細胞核轉殖，稱為『生殖細胞核轉殖』，雖然藉由這種方式可治療遺傳性疾病，但值得商榷的是『生殖細胞核轉殖』所牽涉到的倫理道德與法律需克服的層面。