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簡單來講，干細胞是一類具有無限的或者永生的自我更新能力的細胞、能夠產生至少一種類型的、高度分化的子代細胞。
多年來對干細胞的定義不斷進行修正，并從不同的層面上來進行定義。大多數生物學家和醫學家認為干細胞是來自于胚胎、胎兒或成人體內具有在一定條件下無限制自我更新與增殖分化能力的一類細胞，能夠產生表現型與基因型和自己*相同的子細胞，也能產生組成機體組織、器官的已特化的細胞，同時還能分化為祖細胞。
分類
科學地對干細胞進行分類有助于對干細胞概念及其生物學特性的準確把握和理解，可以采用以下幾種方法對干細胞進行分類。
根據發育階段分類
按照此種分類方式，干細胞可以分為胚胎干細胞和成體干細胞。
①胚胎干細胞 在各種干細胞的研究與應用中，胚胎干細胞最引人注目。胚胎干細胞是指由胚胎內細胞團或原始生殖細胞經體外抑制培養而篩選出的細胞。此外，胚胎干細胞還可以利用體細胞核轉移技術來獲得。胚胎干細胞具有發育全能性，在理論上可以誘導分化為機體中所有種類的細胞；胚胎干細胞在體外可以大量擴增、篩選、凍存和復蘇而不會喪失其原有的特性。
②成體干細胞 成體干細胞是指存在于一種已經分化組織中的未分化細胞，這種細胞能夠自我更新并且能夠特化形成組成該類型組織的細胞。成體干細胞存在于機體的各種組織器官中。發現的成體干細胞主要有：造血干細胞、骨髓間充質干細胞、神經干細胞、肝干細胞、肌肉衛星細胞、皮膚表皮干細胞、腸上皮干細胞、視網膜干細胞、胰腺干細胞等。
根據不同的分化潛能分類
按照此種分類方式，干細胞可分為全能干細胞、多能干細胞、單能干細胞。
①全能干細胞：具有自我更新和分化形成任何類型細胞的能力，有形成完整個體的分化潛能，如胚胎干細胞，具有與早期胚胎細胞相似的形態特征和很強的分化能力，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。
②多能干細胞：顧名思義，多能干細胞具有產生多種類型細胞的能力，但卻失去了發育成完整個體的能力，發育潛能受到一定的限制。例如，造血干細胞可分化出至少12種血細胞，骨髓間充質干細胞可以分化為多種中胚層組織的細胞（如骨、軟骨、肌肉、脂肪等）及其他胚層的細胞（如神經元）?？茖W家們趨向于將分化潛能更廣的干細胞稱為多潛能干細胞，如骨髓間充質干細胞，而將向某一類型組織的不同細胞分化的干細胞稱為多能干細胞，如造血干細胞、神經細胞等。
③單能干細胞（也稱專能、偏能干細胞）：常被用來描述在成體組織、器官中的一類細胞，意思是此類細胞只能向單一方向分化，產生一種類型的細胞。在許多已分化組織中的成體干細胞是典型的單能干細胞，在正常的情況下只能產生一種類型的細胞。如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞又叫衛星細胞。這種組織是處于一種穩定的自我更新的狀態。然而，如果這種組織受到傷害并且需要多種類型的細胞來修復時，則需要激活多潛能干細胞來修復受傷的組織。
生物學特性
在成體動物中許多組織如皮膚、血液和小腸上皮的細胞壽命很短，需要不斷地被相應的新細胞替換。成熟個體產生新的分化細胞的途徑之一是通過已存在的分化細胞的簡單倍增形成新的分化細胞，即分化細胞經分裂形成相同類型的兩個子代細胞，如血管中新的內皮細胞就是通過這種方式產生的。但是，在分化的過程中，細胞往往因為高度分化而失去了再分裂的能力，最終走向衰老死亡。為了彌補這一不足，機體在發育過程中還保留了一部分未分化的原始細胞，也就是干細胞。一旦生理需要，這些干細胞可以按照發育途徑通過分裂產生分化細胞。
多向分化潛能和自我更新是干細胞的基本特點。具體來講，干細胞具有以下一些生物學特點：
①屬非終末分化細胞，終生保持未分化或低分化特征，缺乏分化標記。
②在機體的數目位置相對恒定。
③具有自我更新能力。
④能無限地分裂、增殖，可在較長時間內處于靜止狀態，干細胞可連續分裂幾代。
⑤具有多向分化潛能，能分化為各種不同類型的組織細胞；也具有分化發育的可塑性，在特定環境下，能被誘導分化成在發育上無關的細胞類型，其分化受所處周圍微環境的[干細胞壁龕]影響。
⑥分裂的慢周期性。
⑦干細胞通過兩種方式生長，一種是對稱分裂，形成兩個相同的干細胞，另一種是非對稱分裂方式，非對稱分裂中一個保持親代的特征，仍作為干細胞保留下來，另外一個子細胞不可逆的走向分化的終端成為功能專一的分化細胞。
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