日本干细胞-揭开“万能细胞”的神秘面纱

干细胞(stem cell)是一类结构和功能未特化、具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的原始细胞群体，广泛存在于机体各组织器官中，如骨髓、外周血、早期胚胎以及成年组织中。人体有220余种细胞，它们通过有机整合形成复杂的组织和器官，各有其特定功能，如心肌细胞的收缩功能、神经细胞的信息传递功能等。干细胞是这些细胞的祖细胞，医学界也称其为“万用细胞”。以骨髓间充质干细胞为例，其在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞。

根据细胞来源和细胞发育阶段，可以分为胚胎干细胞（Embryonic stem cell,ESC）和成体干细胞（Adult stem cell,ASC）。ESC是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外培养筛选出的细胞，具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性，并保持着高端粒酶活性和正常细胞信号传导途径，可快速增殖。ASC是存在于发育成熟个体内已分化组织中的未分化细胞，具有自我更新能力并能分化为其所在组织起源的所有细胞类型，有造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞等多种类型。

研究表明，ASC不仅能分化为特定谱系细胞，还能分化成为在发育上无关的其他谱系细胞，这提示ASC具有较大的分化潜能，可在组织修复等多种疾病的治疗中发挥重要的作用。一般认为，ESC具有全能分化能力，可分化成各种组织和器官，而ASC只具有特异的定向分化能力，但诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS）的研究进展改变了这一观点，ASC在一定的诱导条件下，可以具有ESC的全能性。

根据分化潜能，可分为全能干细胞（Totipotent stem cell,TSC）、多能干细胞（Pluripotential stem cell,HSC）和专能干细胞（Unipotent stem cell, USC）。

全能干细胞（如胚胎干细胞）可分化成为机体的任何细胞，分化潜力最大，是研究组织发生、器官功能修复的最佳材料，然而在其应用上存在问题，如可能会形成胚胎瘤及社会伦理问题。

多能干细胞具有多向分化潜能，是目前国内外研究的重点，尤其间充质干细胞是目前为止科学研究与临床应用最多的干细胞。

专能干细胞（Unipotent stem cell, USC），是具有定向分化能力的干细胞，一般情况下只能定向分化为某一类型的细胞，如神经干细胞（Nerve stem cell, NSC）。由于胚胎发育到原肠胚以后，组织器官都已经初步分化，所以原肠胚以后的干细胞就只能是专能干细胞了。另外，胎儿脐带或者成人骨髓中的有些细胞也属于专能干细胞，分化能力有限，但是具有自我更新能力，与高度分化的非干细胞不同。