起源干细胞的概念

从概念上讲，干细胞是一类具有自我更新和一定分化潜能的不成熟细胞。如果说个体由具有发育全能性的胚胎干细胞发育而来，那么受精卵就是最原始的干细胞。实际上，干细胞的研究已经有很长的历史了。早在19世纪的生物学教科书中就有人提出了干细胞的概念，专门用于描述能够产生子代细胞的原始细胞。干细胞的研究随相关技术和科学理论的发展而发展并赋予了新的内涵。

1961年，Till和McCulloch提出了多能造血干细胞的概念，并且认为，干细胞就是在单一细胞水平具有自我更新和多谱系分化的特性。1981年最早首次成功地建立了小鼠胚胎干细胞系。从20世纪80年代开始，造血干细胞移植已经成为治疗许多疾病的重要手段。

最近，干细胞的研究又取得两个重大技术突破：

一是人类胚胎干细胞在体外培养成功，实现了人类胚胎干细胞体外的非分化增殖。同时对胚胎干细胞进行定向分化研究也取得了明显的进展，利用某些骨髓基质细胞或其条件培养液，使胚胎干细胞在体外分化产生造血干细胞，并可进一步分化形成髓系造血细胞和淋巴细胞。准确的分化诱导是应用干细胞治疗疾病的基础。但是由于对细胞的性质和功能认识的不足以及研究技术缺乏，因而限制了干细胞研究的发展。

另一重大技术突破是成体干细胞的横向分化的发现。一般认为，胚胎干细胞具有全能性，能分化为体内所有的组织和器官；而成体干细胞的分化潜能较弱，只能分化成一种或有限的几种组织功能细胞。

现在已有多家实验室证明人的骨髓干细胞可分化为肝脏细胞、肌肉细胞、神经细胞等。这表明一种组织的特异性干细胞可以横向分化成其他组织的细胞，干细胞的横向分化具有明显的普遍性。成体干细胞横向分化的发现不仅从理论上改写了“组织特异性干细胞只能定向分化”的经典概念，而且为利用成体干细胞治疗疾病提供了可能。

虽然造血干细胞向肝脏细胞以及其他细胞的横向分化在人类也已得到证实，但这些研究基本上都是实验现象的观察，我们对其机制依旧还缺乏了解，更不用说在体外进行完全的定向诱导和横向分化。

干细胞的“干”是从英文单词“stem”意译而来，是“起源”、“茎干”的意思。因此，严格地说，干细胞是尚未分化发育的，能生成各种器官组织的全能细胞。这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而构成机体各种复杂的组织器官。

干细胞是在生物个体的生长和发育中起“主干”作用的原始细胞，具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，即根据其发育阶段和来源的不同，干细胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的分化和增殖构成动物发育的基础，即由单个受精卵发育成为具有各]种组织器官的个体，成体干细胞的进一步分化则是成年动物体内组织和器官修复再生的基础。

在成人体内，各种组织中的成熟细胞由于高度分化而失去自我更新和再分化能力，最终通过生理性凋亡途径而衰老死亡。机体为维持组织、器官结构与功能的完整性，在发育的过程中，机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，体内始终保留了一部分未分化的细胞，这就是成体干细胞，又叫做起源细胞。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞：人和动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新，从而保证持续生长发育的。