幹細胞（英語：stem cell）是原始且未特化的細胞，它是未充分(fēn)分(fēn)化、具(jù)有(yǒu)再生各種組織器官的潛在功能(néng)的一類細胞。幹細胞存在所有(yǒu)多(duō)細胞組織裏，能(néng)經由有(yǒu)絲分(fēn)裂與分(fēn)化來分(fēn)裂成多(duō)種的特化細胞，而且可(kě)以利用(yòng)自我更新(xīn)來提供更多(duō)幹細胞。對哺乳動物(wù)來說，幹細胞分(fēn)為(wèi)兩大類：胚胎幹細胞與成體(tǐ)幹細胞，胚胎幹細胞取自囊胚裏的内細胞團；而成體(tǐ)幹細胞則來自各式各樣的組織。在成體(tǐ)組織裏，間葉幹細胞與前體(tǐ)細胞擔任身體(tǐ)的修複系統，補充成體(tǐ)組織。在胚胎發展階段，幹細胞不僅能(néng)分(fēn)化為(wèi)所有(yǒu)的特化細胞- 外胚層，内胚層和中(zhōng)胚層(參考人工(gōng)多(duō)能(néng)幹細胞)，而且能(néng)維持新(xīn)生組織的正常轉移，例如血液、皮膚或腸組織。

1960年代恩尼斯特·莫科(kē)洛克與詹姆士·堤爾在多(duō)倫多(duō)大學(xué)的發現，開啓了研究幹細胞的大門。[1][2]幹細胞如今能(néng)以人工(gōng)的方式生長(cháng)或轉變成數種特化細胞，經由細胞培養能(néng)形成各種特定組織（像是肌肉或神經）的組成細胞。可(kě)塑性高的成體(tǐ)幹細胞已常态地運用(yòng)在醫(yī)療上。幹細胞的來源有(yǒu)很(hěn)多(duō)，包括臍帶血與骨髓等等。利用(yòng)胚胎細胞培養與由自體(tǐ)移植取得的胚胎幹細胞成長(cháng)為(wèi)具(jù)治療性的複制體(tǐ)，也可(kě)望跻身未來的醫(yī)療方式之列。[3] 醫(yī)學(xué)研究者認為(wèi)幹細胞研究（也稱為(wèi)再生醫(yī)學(xué)）有(yǒu)潛力通過用(yòng)于修複特定的組織或生長(cháng)器官，改變人類疾病的應對方法。但是美國(guó)政府的國(guó)家衛生研究院報告指出，“重要的技(jì )術障礙仍然存在，通過多(duō)年的集中(zhōng)研究才能(néng)克服。”

幹細胞的種類

依功能(néng)分(fēn)類：

1 . 全能(néng)幹細胞（Totipotent），由卵子和精(jīng)子的融合産(chǎn)生受精(jīng)卵後，受精(jīng)卵分(fēn)裂，而受精(jīng)卵在形成胚胎過程中(zhōng)八細胞期之前任一細胞皆是全能(néng)幹細胞。具(jù)有(yǒu)發展成獨立個體(tǐ)的能(néng)力。也就是說能(néng)發展成一個個體(tǐ)的細胞就稱為(wèi)全能(néng)幹細胞，存在争議議題，臨床無法使用(yòng)。

具(jù)有(yǒu)形成完整個體(tǐ)的分(fēn)化潛能(néng)，如胚胎幹細胞（ES細胞），受精(jīng)卵就是最高層次的胚胎幹細胞。

2 . 多(duō)潛能(néng)幹細胞（Pluripotent），是全能(néng)幹細胞的後裔，無法發育成一個個體(tǐ)，但具(jù)有(yǒu)可(kě)以發育成多(duō)種組織的能(néng)力的細胞。

具(jù)有(yǒu)分(fēn)化出多(duō)種細胞組織的潛能(néng)，如神經幹細胞。一種或多(duō)種組織的起源細胞，它能(néng)分(fēn)化出多(duō)種類型細胞，但不可(kě)能(néng)分(fēn)化出足以構成完整個體(tǐ)的所有(yǒu)細胞。

3 . 多(duō)能(néng)幹細胞（Multipotent），具(jù)有(yǒu)增殖與分(fēn)化的能(néng)力。類似多(duō)能(néng)幹細胞卻不相同，多(duō)能(néng)幹細胞的胚胎幹細胞可(kě)以無限次複制而且尚未分(fēn)化；多(duō)潛能(néng)幹細胞的前驅細胞僅可(kě)有(yǒu)限次數的複制，而且已是較分(fēn)化的（specific），較接近形成目标細胞。如造血幹細胞、神經幹細胞

4 . 單能(néng)幹細胞（Unipotent），隻能(néng)産(chǎn)生一種細胞類型；但是，具(jù)有(yǒu)自更新(xīn)屬性，将其與非幹細胞區(qū)分(fēn)開。

隻能(néng)向一種或兩種密切相關的細胞類型分(fēn)化，如上皮組織基底層的幹細胞，肌肉中(zhōng)的成肌細胞。

幹細胞還可(kě)以依照來源來區(qū)分(fēn)，見下節。

依發育過程出現先後和分(fēn)布分(fēn)類

1 . 胚胎幹細胞（embryonic stem cell）：在胚胎發育早期的囊胚中(zhōng)，可(kě)發育為(wèi)不同的細胞，是所有(yǒu)細胞最初期的形态。 ES細胞是一種高度未分(fēn)化細胞：

它具(jù)有(yǒu)發育的全能(néng)性，能(néng)分(fēn)化出成體(tǐ)動物(wù)的所有(yǒu)組織和器官，包括生殖細胞；

研究和利用(yòng)ES細胞是當前生物(wù)工(gōng)程領域的核心問題之一；

在未來幾年，ES細胞移植和其它先進生物(wù)技(jì )術的聯合應用(yòng)很(hěn)可(kě)能(néng)在移植醫(yī)學(xué)領域引發革命性進步

2 . 成體(tǐ)幹細胞（adult stem cell）：亦稱成人幹細胞，現時醫(yī)學(xué)上常用(yòng)的大緻包括骨髓幹細胞，臍帶血幹細胞及周邊血幹細胞。它們存在成體(tǐ)特定的組織中(zhōng)，具(jù)有(yǒu)由幹原細胞形成先驅細胞，分(fēn)化成具(jù)特定功能(néng)細胞的能(néng)力。例如：骨髓幹細胞、造血幹細胞、神經幹細胞

幹細胞分(fēn)裂和分(fēn)化。 A：幹細胞; B：祖細胞; C：分(fēn)化細胞; 1：對稱幹細胞分(fēn)裂; 2：不對稱幹細胞分(fēn)裂; 3：祖細胞分(fēn)裂; 4：最終分(fēn)化

在特定條件下，成體(tǐ)幹細胞或者産(chǎn)生新(xīn)的幹細胞，或者按一定的程序分(fēn)化，形成新(xīn)的功能(néng)細胞，從而使組織和器官保持生長(cháng)和衰退的動态平衡。成年動物(wù)的許多(duō)組織和器官，比如表皮和造血系統，具(jù)有(yǒu)修複和再生的能(néng)力。成體(tǐ)幹細胞在其中(zhōng)起着關鍵的作(zuò)用(yòng)。過去認為(wèi)幹細胞主要包括上皮幹細胞和造血幹細胞。最近研究表明，以往認為(wèi)不能(néng)再生的神經組織仍然包含神經幹細胞，說明幹細胞普遍存在，問題是如何尋找和分(fēn)離各種組織特異性幹細胞。幹細胞經常位于特定的微環境中(zhōng)。微環境中(zhōng)的間質(zhì)細胞能(néng)夠産(chǎn)生一系列生長(cháng)因子或配體(tǐ)，與幹細胞相互作(zuò)用(yòng)，控制幹細胞的更新(xīn)和分(fēn)化。

幹細胞的來源

獲得胚胎幹細胞的方法，可(kě)利用(yòng)人工(gōng)受精(jīng)的體(tǐ)外受精(jīng)過程殘留的受精(jīng)卵，也可(kě)利用(yòng)體(tǐ)細胞轉移法。體(tǐ)細胞轉移法是将體(tǐ)細胞細胞核以顯微注射或電(diàn)擊的方法注入去核的卵細胞中(zhōng)，再将之繼續培養到囊胚期。

取得成體(tǐ)幹細胞可(kě)透過臍帶，骨髓或周邊血液中(zhōng)抽取。

臍帶血幹細胞

嬰兒出生後遺留在胎盤和臍帶中(zhōng)的血是幹細胞的重要來源。自1988年，臍血幹細胞就用(yòng)來治療根達綜合征、亨達綜合征、拉綜合征、急性淋巴細胞性白血病等許多(duō)兒童疾病。臍血從臍帶采集；臍帶經過清理(lǐ)消毒後，臍血從臍靜脈取出，然後立即分(fēn)析對于傳染物(wù)質(zhì)和組織類型是必要的。臍血在放入液氮備用(yòng)之前要經過處理(lǐ)，去除血漿。在使用(yòng)的時候首先解凍，去除防凍劑，注入病人靜脈。這種使用(yòng)其他(tā)捐贈人幹細胞的治療方法叫做異源療法；如果幹細胞來自患者本人，即為(wèi)同源和當從相同個體(tǐ)收集時，它通常指雙胞胎。細胞的排外轉移是于異類之間進行的（發展非常不充分(fēn)）和有(yǒu)一點研究潛力。

周邊血幹細胞

骨髓中(zhōng)存有(yǒu)人體(tǐ)内最主要造血幹細胞的來源，而周邊血幹細胞則是指借由施打白細胞生長(cháng)激素〈G-CSF〉，将骨髓中(zhōng)的幹細胞驅動至血液中(zhōng)，再經由血液分(fēn)離機收集取得之幹細胞。由于與骨髓幹細胞極為(wèi)相近，現已逐漸取代需要全身麻醉的骨髓抽取手術。

胚胎幹細胞

胚胎幹細胞是從胚泡（由50-100個細胞組成的早期胚胎）未分(fēn)化的内部細胞團中(zhōng)得到的幹細胞。它們是萬能(néng)的，意味着它們可(kě)以發育成為(wèi)身體(tǐ)内200多(duō)種細胞類型中(zhōng)的任何一種。胚胎幹細胞現在的研究階段仍是剛起步。許多(duō)研究仍建立在人類以外之動物(wù)模式。例如老鼠、牛或是羊等。在人類的胚胎幹細胞因為(wèi)幹細胞的取得來源涉及道德(dé)倫理(lǐ)上的約束，在幹細胞株上的建立有(yǒu)所争議。（因為(wèi)幹細胞株必須取得人類胚胎，再經過培養純化等。因此許多(duō)人認為(wèi)幹細胞株視同為(wèi)人的一部分(fēn)）

脂肪幹細胞

以往人們因塑身而抽出的脂肪，大部分(fēn)都當廢棄物(wù)丢掉，現經由醫(yī)學(xué)專家研究證明:脂肪中(zhōng)含有(yǒu)不夠純但大量的幹細胞，幹細胞具(jù)有(yǒu)體(tǐ)外增生及多(duō)重分(fēn)化的潛力，能(néng)運用(yòng)于組織與器官的再生與修複。

其主要特性為(wèi)：

低侵入性取得，對人體(tǐ)無害。

最多(duō)量的取得方式。

可(kě)進行體(tǐ)外增生培養。

可(kě)運用(yòng)于身體(tǐ)組織類型廣泛，會自動移至創傷部位，進行修補。

皮膚細胞

在2007年尾，美國(guó)和日本兩組科(kē)學(xué)家同時成功把皮膚細胞轉化成一種俗稱為(wèi)“iPS”的誘導多(duō)能(néng)幹細胞，并成功使這些幹細胞轉化成為(wèi)身體(tǐ)器官的一部分(fēn)。透過向皮膚細胞植入特定的基因，可(kě)誘導皮膚細胞改造，變成類似胚胎幹細胞的一種細胞。

血液細胞

在2012年尾，英國(guó)劍橋大學(xué)的科(kē)學(xué)家将一名(míng)病人血液中(zhōng)一種能(néng)修複血管壁損傷的細胞變成了幹細胞。這種方法比用(yòng)皮膚細胞制造幹細胞更實用(yòng)、更有(yǒu)效、更安(ān)全，因為(wèi)，獲取血液樣本要比獲取高質(zhì)量的皮膚樣本更容易。

間葉幹細胞的定義

間葉幹細胞（mesenchymal stem cells ）即起源幹細胞(stem cells)

具(jù)有(yǒu)增殖、自我更新(xīn)與分(fēn)化的能(néng)力。目前世界各國(guó)的醫(yī)療團隊努力開發的它的特性用(yòng)于再生醫(yī)療。

間葉幹細胞是唯一有(yǒu)臨床試驗三期通過的幹細胞和美國(guó)FDA認可(kě)。為(wèi)新(xīn)藥市場上主力。

幹細胞的用(yòng)途

治療遺傳性疾病和惡性腫瘤；

以幹細胞為(wèi)種子培育成組織和器官，用(yòng)于移植醫(yī)學(xué)

幹細胞的應用(yòng)

器官修補更新(xīn)

人造器官與組織的來源

新(xīn)藥開發

基因功能(néng)研究

基因治療的工(gōng)具(jù)

毒理(lǐ)、藥理(lǐ)研究

癌症研究

幹細胞工(gōng)程

去核胚胎幹細胞→核移植→組裝(zhuāng)胚胎幹細胞→組織幹細胞→體(tǐ)外誘導培養→各種組織器官

幹細胞治療的進展

科(kē)學(xué)家們認識到幹細胞可(kě)能(néng)成為(wèi)一種“拯救生命”的有(yǒu)效的疾病治療手段。

例如：小(xiǎo)劑量純化的造血幹細胞足可(kě)使患者骨髓再生，可(kě)以避免腫瘤病人進行自體(tǐ)骨髓移植時所緻的瘤細胞（尤其是白血病細胞）污染。

例如：成熟的神經系統中(zhōng)存在的幹細胞，在某些因素誘導作(zuò)用(yòng)下，可(kě)增殖和定向分(fēn)化，給神經退行性疾病（如帕金森氏病）、骨髓損傷患者帶來新(xīn)的希望

幹細胞治療運用(yòng)

幹細胞移植治療技(jì )術，被譽為(wèi)人類有(yǒu)史以來的飛躍式醫(yī)療手段，實現人體(tǐ)各個器官修複和更新(xīn)，能(néng)消除目前80%以上的各類疾病。

和胚胎幹細胞所引發的道德(dé)争議相較之下，成體(tǐ)幹細胞較為(wèi)大家接受。

利用(yòng)成體(tǐ)幹細胞進行治療的困難是并非所有(yǒu)的組織器官皆能(néng)分(fēn)離出幹細胞，且數量很(hěn)少，若以其他(tā)器官分(fēn)離出來的幹細胞發育成其他(tā)組織細胞，其移植和功能(néng)性皆低于原器官分(fēn)離出的幹細胞。經由體(tǐ)外培養的幹細胞，其特性常常會在培養過程中(zhōng)改變，其研究結果可(kě)能(néng)與臨床情況不同。若是要由病人人體(tǐ)分(fēn)離幹細胞進行治療，其幹細胞可(kě)能(néng)也有(yǒu)發病的潛在因子，若進行移植配對尋找捐贈者又(yòu)很(hěn)耗時。研究上，成體(tǐ)幹細胞分(fēn)化的功能(néng)尚未完全理(lǐ)清，使用(yòng)幹細胞治療，可(kě)能(néng)有(yǒu)風險存在。

有(yǒu)潛力的治療病症

各類器官的修複

幹細胞能(néng)在短時間内修複各種器官組織，為(wèi)各類疾病提供非常有(yǒu)效的治療效果。

癌症

把成人神經幹細胞注射到老鼠大腦中(zhōng)的研究可(kě)以神奇的成功治療腫瘤。由于腦癌的擴散如此迅速，運用(yòng)傳統的技(jì )術幾乎不可(kě)能(néng)治愈。哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員注射了由基因工(gōng)程得到的成人幹細胞，用(yòng)以把另外注射的無毒性物(wù)質(zhì)轉化成抗癌劑。幾天之内，成人幹細胞遷移到癌變區(qū)域，注射物(wù)可(kě)以減少百分(fēn)之八十的腫塊。

胚胎幹細胞分(fēn)化為(wèi)神經細胞

神經細胞曾被認為(wèi)是無法再生的，事實上，成人後我們很(hěn)難獲得新(xīn)的神經細胞來彌補原有(yǒu)的細胞的損傷。而對病患注射幹細胞并進行分(fēn)化，使他(tā)們有(yǒu)可(kě)能(néng)重新(xīn)獲得喪失的能(néng)力。被認為(wèi)可(kě)以用(yòng)于治療帕金森症等疾病或外部原因造成的腦損傷。

在2005年1月，關于如何促使哺乳動物(wù)的幹細胞分(fēn)化成為(wèi)人類腦部細胞取得了重大進展。這讓我們看到了對于一些神經疾病的治療的一道曙光。（Lou Gehrig's disease, muscular dystrophy,和spinal cord）

威斯康星州大學(xué)的研究人員們成功的将胚胎幹細胞催化為(wèi)神經幹細胞，接着成為(wèi)運動神經細胞，并最終成為(wèi)脊髓運動神經細胞。這種細胞在人體(tǐ)内作(zuò)用(yòng)于傳播從腦部到脊髓的信号傳播。這種新(xīn)産(chǎn)生的運動神經細胞表現出電(diàn)活動，這是神經活動的基本特征。

利用(yòng)幹細胞注射恢複行走能(néng)力

肌肉損傷

骨骼

骨髓間充質(zhì)幹細胞是具(jù)有(yǒu)自我更新(xīn)能(néng)力并可(kě)以分(fēn)化成為(wèi)成骨細胞的一種幹細胞。多(duō)項基于動物(wù)骨髓的研究和一些初步的臨床數據顯示了它們在重建骨骼方面的貢獻。在整形外科(kē)方面，一些創傷引起的，由癌症引起的或感染引起的骨細胞的損失，在進行手術彌補人造關節會引起一些不便。而進行幹細胞的自體(tǐ)移植正可(kě)以解決這方面的問題。

利用(yòng)患者的幹細胞修複心髒缺失

神經學(xué)

就像可(kě)以移植死人身上的器官一樣，加利福尼亞Salk Institute的研究人員發現，成年人的幹細胞也可(kě)以移植。從屍體(tǐ)腦部取出的成人幹細胞能(néng)夠分(fēn)化成很(hěn)重要的神經細胞，然而他(tā)們到底能(néng)不能(néng)正常工(gōng)作(zuò)還是一個未知數。

血液補充

脫發

毛發囊泡也具(jù)有(yǒu)幹細胞，2004年11月，一些研究人員預言說，這些毛囊幹細胞的研究可(kě)以導緻4－5年内脫發可(kě)以通過毛發克隆技(jì )術被治愈。預計這種治療将在最開始從現存毛囊中(zhōng)取出幹細胞，在培養基中(zhōng)繁殖然後将新(xīn)的毛囊移植到頭皮當中(zhōng)。後期的治療可(kě)能(néng)可(kě)以簡單的向毛囊幹細胞發出信号從而向附近那些因年長(cháng)而萎縮的毛囊細胞發出化學(xué)信号，導緻它們輪流再生制造健康的頭發。