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干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。胚胎干细胞（Embryonic Stem cell, ES细胞）当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内组织的能力。早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到近才获得成功。
胚胎干细胞通常被称为人类多能干细胞，它可以产生许多不同的细胞类型。这与“多能”干细胞形成对比，后者只能分化为有限数量的细胞类型。多能干细胞是非特化的，不具备使它们能够在特定组织中执行特定功能的特定特征（例如形状或基因表达模式）。胚胎干细胞通常在实验室中作为“干细胞系”生长，这是人类细胞的培养物，可以维持和扩增以增加多能干细胞的总量。几个人类胚胎干细胞系已经建立并用于研究目的。胚胎干细胞的使用是一个有争议的话题，因为需要破坏胚胎才能获得它们。这引起了伦理方面的担忧，许多国家的法律和指南都对胚胎干细胞的使用进行了规范。尽管存在这些争议，但对胚胎干细胞的研究使人们对有了的了解。胚胎干细胞有可能用于开发针对多种疾病和病症的新疗法。
简言之，干细胞有两大基本特性，即自我更新与多向分化。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。（一）按分化潜能分:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞全能干细胞（Totipotent stem cell）:即一个细胞可形成一个完整的生命个体。对人体来说这样的细胞理论上只有从受精卵到桑椹胚时期的细胞。多能干细胞（Pluripotent stem cell）:能分化成几乎细胞类型的能力，如来自内细胞团（ICM）的胚胎干细胞能够分化形成三胚层中的一种细胞，但不能形成胎盘、脐带等附属支持组织。专能干细胞（Multipotent stem cell），也有中文翻译成多能干细胞。可分化成密切相关的细胞谱系的细胞，如造血干细胞，可分化为红细胞、白细胞或血小板等血液系统和免疫系统的细胞。（二）按所处的发育阶段来分:胚胎干细胞和成体干细胞
造血干细胞( Hematopoietic stem cell，HSC)是生成各种血细胞的最原始细胞又称造血多能干细胞，存在骨髓以及脐带血中，是血液成分之一。它具有高度的自我更新、自我复制能力，并能分化为各种血细胞、腺体细胞，最终生成各种血细胞成分包括红细胞、白细胞和血小板;同时又具有进一步分化成各系统组细胞的能力。