干細胞是一類具有多向分化潛能和自我復制能力的原始的未分化細胞。根據所處的發(fā)育階段分為胚胎干細胞和成體干細胞。

干（gàn）細胞即為起源細胞，也被醫(yī)學界稱為“萬用細胞”。干細胞是具有增殖和分化潛能的細胞，具有自我更新復制的能力（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復制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。干細胞在形態(tài)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，并具有較高的端粒酶活性。干細胞可分為胚胎干細胞和成體干細胞。

干細胞是自我復制還是分化功能細胞，主要由于細胞本身的狀態(tài)和微環(huán)境因素所決定。包括調節(jié)細胞周期的各種周期素（Cyclin）和周期素依賴激酶（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(huán)境因素，包括干細胞與周圍細胞，干細胞與外基質以及干細胞與各種可溶性因子的相互作用。

人體內的干細胞分兩種類型，一種是全功能干細胞 (totipotent stem cell)，干細胞可直接克隆人體；另一種是多功能干細胞 (pluripotent stem cell)，可直接復制各種臟器和修復組織。人類寄希望于利用干細胞的分離和體外培養(yǎng)，在體外繁育出組織或器官，并最終通過組織或器官移植，實現對臨床疾病的治療。

“原位培植皮膚干細胞再生新皮膚技術”不僅實現了利用干細胞復制皮膚器官，而且做到了人體原位皮膚器官的復制，從而使人類從干細胞體外培植組織成器官移植治療，直接跨入了人體原位干細胞復制器官?？茖W家普遍認為：干細胞的研究將為 臨床醫(yī)學提供更為廣闊的應用前景。

干細胞具有經培養(yǎng)不定期地分化并產生 特化細胞的能力。在正常的人體發(fā)育環(huán)境中，它們得到了最好的詮釋。人體發(fā)育起始于卵子的受精，產生一個能發(fā)育為完整有機體潛能的單細胞，即全能性 受精卵。受精后的最初幾個小時內，受精卵分裂為一些完全相同的 全能細胞。這意味著如果把這些細胞的任何一個放入女性子宮內，均有可能發(fā)育成胎兒。實際上，當兩個全能細胞分別發(fā)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。大約在受精后四天，經過幾個循環(huán)的細胞分裂之后，這些全能細胞開始特異化，形成一個中空環(huán)形的細胞群結構，稱之為胚囊，胚囊由外層細胞和位于中空球形內的細胞簇（稱為內細胞群）所構成。

外層細胞繼續(xù)發(fā)展，形成胎盤以及胎兒在子宮內發(fā)育所需的其它支持組織。內細胞群細胞亦繼續(xù)發(fā)育，形成人體所須的全部組織。盡管內細胞群可形成人體內的所有組織，但它們不能發(fā)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(fā)育所需的支持組織。這些內細胞群細胞是 多能性的----它們能產生許多種類型的細胞，但并非胎兒發(fā)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(fā)育潛能。如果內細胞群被放入女性子宮，它不會發(fā)育成胎兒。

多能性干細胞經歷進一步的特異分化，發(fā)展為參與生成特殊功能細胞的干細胞。如造血干細胞，它能產生 紅細胞、白細胞和 血小板。又如皮膚干細胞，它能產生各種類型的皮膚細胞。這些更專門化的干細胞被稱為 專能干細胞。

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

在胚胎的發(fā)生發(fā)育中，單個受精卵可以分裂發(fā)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干細胞進一步分化的結果。胚胎干細胞是全能的，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干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，組織特異性干細胞同樣具有分化成其他細胞或組織的潛能，這為干細胞的應用開創(chuàng)了更廣泛的空間。

干細胞對早期人體的發(fā)育特別重要，在兒童和成年人中也可發(fā)現專能干細胞。舉我們所最熟知的干細胞之一，造血干細胞為例，造血干細胞存在于每個兒童和成年人的骨髓之中，也存在于循環(huán)血液中，但數量非常少。在我們的整個生命過程中，造血干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著很關鍵的作用。如果沒有造血干細胞，我們就無法存活。

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

在胚胎的發(fā)生發(fā)育中，單個受精卵可以分裂發(fā)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干細胞進一步分化的結果。胚胎干細胞是全能的，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干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(zhàn)。最新的研究表明，組織特異性干細胞同樣具有分化成其它細胞或組織的潛能，這為干細胞的應用開創(chuàng)了更廣泛的空間。按分化潛能的大小，干細胞基本上可分為三種類型：一類是全能性干細胞，它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎干細胞，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(tài)特征和很強的分化能力，它可以無限增殖并分化成為全身200多種細胞類型，進一步形成機體的所有組織、器官。另一類是多能性干細胞，這種干細胞具有分化出多種細胞組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制，骨髓 多能造血干細胞是典型的例子，它可分化出至少十一中血細胞，但不分化出造血系統(tǒng)以外的其他細胞。還有一類干細胞為單能干細胞（也稱專能、偏能干細胞），這類干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干細胞、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，都要通過干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，可以這樣說，生命是通過干細胞的分裂來實現細胞的更新及保證持續(xù)生長。