幹細胞是指什麼？

幹細胞是一類具有多向分化潛能和自我複製能力的原始的未分化細胞。根據所處的發育階段分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。

幹（gàn）細胞即為起源細胞，也被醫學界稱為“萬用細胞”。 幹細胞是具有增殖和分化潛能的細胞，具有自我更新複製的能力（Self-renewing），能夠產生高度分化的功能細胞。

簡單來講，它是一類具有多向分化潛能和自我複製能力的原始的未分化細胞，是形成哺乳類動物的各組織器官的原始細胞。幹細胞在形態上具有共性，通常呈圓形或 橢圓形，細胞體積小，核相對較大，細胞核多為常 染色質，並具有較高的端粒酶活性。幹細胞可分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。

幹細胞是自我複製還是分化功能細胞，主要由於細胞本身的狀態和微環境因素所決定。包括調節細胞週期的各種週期素（Cyclin）和週期素依賴激酶（Cyclin－Dependent Kinase）、基因轉錄因子、影響細胞不對稱分裂的細胞質因子。微環境因素，包括幹細胞與周圍細胞，幹細胞與外基質以及幹細胞與各種可溶性因子的相互作用。

人體內的幹細胞分兩種類型，一種是全功能幹細胞 (totipotent stem cell)， 幹細胞可直接克隆人體；另一種是多功能幹細胞 (pluripotent stem cell)，可直接複製各種臟器和修復組織。人類寄希望於利用幹細胞的分離和體外培養，在體外繁育出組織或器官，並最終通過組織或器官移植，實現對臨牀疾病的治療。

“原位培植皮膚幹細胞再生新皮膚技術”不僅實現了利用幹細胞複製皮膚器官，而且做到了人體原位皮膚器官的複製，從而使人類從幹細胞體外培植組織成器官移植治療，直接跨入了人體原位幹細胞複製器官。科學家普遍認為：幹細胞的研究將為 臨牀醫學提供更為廣闊的應用前景。

幹細胞具有經培養不定期地分化併產生 特化細胞的能力。在正常的人體發育環境中，它們得到了最好的詮釋。人體發育起始於卵子的受精，產生一個能發育為完整有機體潛能的單細胞，即全能性 受精卵。受精後的最初幾個小時內，受精卵分裂為一些完全相同的 全能細胞。這意味着如果把這些細胞的任何一個放入女性子宮內，均有可能發育成胎兒。實際上，當兩個全能細胞分別發育為單獨 遺傳基因型的人時，即出現了各方面都完全相同的雙胞胎。大約在受精後四天，經過幾個循環的細胞分裂之後，這些全能細胞開始特異化，形成一箇中空環形的細胞羣結構，稱之為胚囊，胚囊由外層細胞和位於中空球形內的細胞簇（稱為內細胞羣）所構成。

外層細胞繼續發展，形成胎盤以及胎兒在子宮內發育所需的其它支持組織。內細胞羣細胞亦繼續發育，形成人體所須的全部組織。儘管內細胞羣可形成人體內的所有組織，但它們不能發育為一個單獨的生物體，因為它們不能形成胎盤以及子宮內發育所需的支持組織。這些內細胞羣細胞是 多能性的----它們能產生許多種類型的細胞，但並非胎兒發育所需的全部細胞類型。因為它們不是全能性的，不是胚胎，沒有完全的發育潛能。如果內細胞羣被放入女性子宮，它不會發育成胎兒。

多能性幹細胞經歷進一步的特異分化，發展為參與生成特殊功能細胞的幹細胞。如造血幹細胞，它能產生 紅細胞、白細胞和 血小板。又如皮膚幹細胞，它能產生各種類型的皮膚細胞。這些更專門化的幹細胞被稱為 專能幹細胞。

胚胎幹細胞（Embryonic stem cell）的 發育等級較高，是全能幹細胞（Totipotent stem cell），而成體幹細胞的發育等級較低，是多能幹細胞或單能幹細胞。幹細胞的發育受多種內在機制和微環境因素的影響。人類胚胎幹細胞已可成功地在體外培養。最新研究發現，成體幹細胞可以橫向分化為其他類型的細胞和組織，為幹細胞的廣泛應用提供了基礎。

在胚胎的發生發育中，單個受精卵可以分裂發育為多細胞的組織或器官。胚胎的分化形成和成體組織的再生是幹細胞進一步分化的結果。胚胎幹細胞是全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成體組織或器官內的幹細胞一般認為具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織。

最新的研究表明，組織特異性幹細胞同樣具有分化成其他細胞或組織的潛能，這為幹細胞的應用開創了更廣泛的空間。

幹細胞對早期人體的發育特別重要，在兒童和成年人中也可發現專能幹細胞。舉我們所最熟知的幹細胞之一，造血幹細胞為例，造血幹細胞存在於每個兒童和成年人的骨髓之中，也存在於循環血液中，但數量非常少。在我們的整個生命過程中，造血幹細胞在不斷地向人體補充 血細胞——紅細胞、白細胞和血小板的過程中起着很關鍵的作用。如果沒有造血幹細胞，我們就無法存活。

幹細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。人類胚胎幹細胞已成功地在體外培養。最新研究發現，成體幹細胞可以橫向分化為其它類型的細胞和組織，為幹細胞的廣泛應用提供了基礎。

在胚胎的發生發育中，單個受精卵可以分裂發育為多細胞組織或器官。在成年動物中，正常的生理代謝或病理損傷也會引起組織或器官的修復再生。胚胎的分化形成和成年組織的再生是幹細胞進一步分化的結果。胚胎幹細胞是全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成年組織或器官內的幹細胞一般認為具有組織特異性，只能分化特定的細胞或組織。

然而，這個觀點受到了挑戰。最新的研究表明，組織特異性幹細胞同樣具有分化成其它細胞或組織的潛能，這為幹細胞的應用開創了更廣泛的空間。按分化潛能的大小，幹細胞基本上可分為三種類型：一類是全能性幹細胞，它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎幹細胞，它是從早期胚胎內的細胞團分離出來的一種高度未分化的細胞系，具有與早期胚胎細胞相似的形態特徵和很強的分化能力，它可以無限增殖並分化成為全身200多種細胞類型，進一步形成機體的所有組織、器官。另一類是多能性幹細胞，這種幹細胞具有分化出多種細胞組織的潛能，但卻失去了發育成完整個體的能力，發育潛能受到一定的限制，骨髓 多能造血幹細胞是典型的例子，它可分化出至少十一中血細胞，但不分化出造血系統以外的其他細胞。還有一類幹細胞為單能幹細胞（也稱專能、偏能幹細胞），這類幹細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化，如上皮組織基底層的幹細胞、肌肉中的成肌細胞。

總之，凡需要不斷產生新的分化細胞以及分化細胞本身不能再分裂的細胞或組織，都要通過幹細胞所產生的具有分化能力的細胞來維持肌體細胞的數量，可以這樣説，生命是通過幹細胞的分裂來實現細胞的更新及保證持續生長。