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简单而言，干细胞是原始且未特化的细胞，它是未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能。干细胞存在多细胞组织里，能经由有丝分裂与分化来分裂成多种的特化细胞，而且可以利用自我更新来提供更多干细胞。正因为干细胞的这个特性，所以在医学界有大的意义。1960年代Ernest A. McCulloch与James E. Till在多伦多大学的发现，开启了研究干细胞的大门。干细胞是一类具有高度自我更新和多向分化潜能的细胞，是构成机体功能细胞的种子细胞，在体外适宜的培养条件下可以增殖，进而分化为多种功能细胞及组织器官。干细胞治疗克服了临床常规治疗的限性，为再生医学和其他人类疾病的治疗打开了思路。干细胞的来源有很多，包括脐带血与骨髓。利用 胚胎细胞株与 由自身取得的胚胎干细胞 成长为具治疗性的复制体，也可望跻身未来的医疗方式之列。医学研究者认为干细胞研究（也称为再生医学）有潜力通过用于修复特定的组织或生长器官，改变人类疾病的应对方法。但是美国政府的国家卫生研究院报告指出，“重要的技术障碍仍然存在，通过多年的集中研究才能克服。近年来，中国干细胞治疗领域的乱象饱受多方诟病。技术尚未成熟但干细胞市场化已过热的现象禁而不止，这是严峻的问题。
脂肪组织是一种可再生的干细胞来源，多数脂肪干细胞来源于脂肪组织中的纤维组织和血管壁，少数游离于脂肪间。脂肪干细胞可分化成骨骼、脂肪、心肌、神经等多种组织，同时释放重要的生长因子、细胞因子来促进伤口愈合、调节炎症反应、减少瘢痕形成和抗衰老。在抗衰老应用中，脂肪干细胞不仅可以作为填充剂，还可成为永久性的再生剂，其分化能力强，因而抗衰老效果明显，疗效持久。
进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如:德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入，生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末，两个研究小组成功的培养出人类ES细胞，保持了ES为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而，人类ES 细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看，人类ES细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响，因此要求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高似一浪。
被称为“万能细胞”的干细胞，按其所处的发育阶段，可分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能可分为、多能干细胞和单能干细胞。按成体干细胞的功能，可将其分为、造血干细胞、、、等。通常，干细胞来源为胚胎、骨髓、周边血、脐带和脐带血。对于造血干细胞来说，从移植方式来看，又可分为自体干细胞移植和异体干细胞移植；自体干细胞移植由于没有排异现象而被普遍使用。不过，除造血干细胞以外，间充质干细胞在异体移植时也不会出现排异现象。这是因为间充质干细胞很少表达MHCII分子及，少量表达MHCI分子，这导致无法T淋巴细胞，也就躲过了免疫系统的袭击。