这个网络研讨会探讨了研究人员正在探索的三种类型的干细胞，它们的起源以及干细胞来源如何影响它们的治疗能力。

要了解更多关于干细胞起源的信息，我们需要从人类胚胎发育开始。生命始于一个受精卵。受精后，这个单一的细胞经历许多重大变化，最终形成一个身体中超过200种不同类型细胞的婴儿。

所有在这里突出的发育阶段都发生在怀孕的第一周。受精卵经历了多次细胞分裂，形成早期发育的第一个结构，被称为囊胚。

如果我们关注在囊胚形成之前的阶段，早期胚胎中的这些细胞是相同的。

它们是未分化的，这意味着它们没有被编程成像身体中任何专业细胞一样行动或表现。

它们还是全能的，这意味着这些细胞可以发展成身体中的任何类型细胞，甚至产生一个完整的胚胎。

同卵双生子是突显这些早期细胞能力的一个很好的例子。单卵双生子是在发育的早期阶段，一个单一的受精卵分裂出来，形成两个独立的相同的婴儿。

让我们回到早期发育。第一个分化事件发生在囊胚的形成过程中。

囊胚形成时，胚块中的无组织细胞重新组织形成囊胚，即细胞的中空球。在胚胎发育中，第一个分化事件发生在囊胚的形成过程中。

胚块中的细胞是相同和全能的。它们可以发展成我们身体中的任何类型的细胞。囊胚由两种具有不同能力的细胞组成。

这是对囊胚的更为详细的观察。囊胚外层的细胞层称为滋养层。

这些细胞将形成胎盘。内部的细胞被称为内细胞团。它们将产生胚胎或婴儿。

这些蓝色的内部细胞是多能的。它们能够产生身体中超过200种不同的细胞类型。但它们比早期发育阶段的细胞更为分化或专业化。那些早期细胞可以形成胎盘和胚胎。

这将我们带到第一种干细胞，胚胎干细胞。实验室中使用的胚胎干细胞来自内细胞团。胚胎干细胞（ES细胞）非常具有争议性，因为它们来自具有产生胚胎能力的细胞。

胚胎干细胞系如何生成？在讨论这个问题之前，我们需要了解受精和着床之间发生了什么。

着床是指受精卵附着在子宫壁上的过程。受精发生在输卵管，连接卵巢和子宫的管道中。

所有早期的细胞分裂发生在胚胎从输卵管下行到子宫的过程中。当胚胎达到囊胚阶段时，着床就会发生。这就是为什么医生现在可以利用体外受精（IVF）来帮助治疗不孕症的原因。

在IVF过程中，卵子和精子混合以进行受精。成功的胚胎然后在移植到母体之前培养几天。

在大多数情况下，剩余的胚胎被冷冻保存以备将来使用。但在一些情况下，约占美国IVF病例的2.8％，这些胚胎必须被丢弃。

目前在美国使用的人类胚胎干细胞是从体外受精的胚胎中获取的，这些胚胎本来会被丢弃。由于它们的起源是内细胞团，胚胎干细胞是多能的。它们能够自我更新或无限制地继续生长。

这就是为什么胚胎干细胞在涉及细胞疗法、移植疗法和再生医学的研究中备受追捧的原因。它们还被用于药物开发和疾病建模。

但是胚胎干细胞存在一个主要的局限性。将它们用于研究目的，更不用说细胞疗法了，仍然存在很大争议。

现在我们将回到早期发育，以便描述其他干细胞类型的起源。

当科学家谈论干细胞的潜力时，他们指的是干细胞产生其他类型细胞的能力。正如您可能记得的，胚胎的早期细胞是全能的。这些细胞可以产生胎盘和胚胎。囊胚的细胞是多能的，它们可以产生胎盘或胚胎，但不能同时产生。具有更大潜力的干细胞可以产生更多类型的细胞。

在着床之后，胚胎的细胞变得越来越专业化。在下一个发育阶段，称为原肠胚阶段，囊胚中的细胞被重新组织成多层结构。

原肠胚的细胞比囊胚中的细胞更为专业化。它们被组织成三个胚层，这些层将产生身体的特定细胞类型。

这些细胞是多能的，这意味着它们能够产生几种不同类型的细胞，但不能产生所有类型的细胞。

外层或外胚层中的细胞可以产生皮肤细胞、神经细胞和色素细胞。中胚层或中间层中的细胞产生肌肉细胞、骨细胞和红血细胞。

内胚层产生胰腺细胞，衬里我们的肠道和肺的细胞。最后，生殖层负责产生卵子或精子细胞。

这个摘要图表突显了细胞潜力在发育过程中的变化。胚块的细胞是全能的细胞，其中每个细胞都可以产生整个胚胎和胎盘。

接下来，它们在囊胚中进行专业化。内细胞团细胞可以产生人类的所有200种细胞类型，但不能产生胎盘。当产生生殖层时，这些细胞会进一步专业化。

生殖层的多能细胞可以产生几种不同的（但不是所有）细胞和组织类型。在另一端是单能干细胞。这些细胞沿着一种类型或谱系分化。

这里描述的另外两种干细胞，成体干细胞和新生儿干细胞，都是多能的。它们可以产生身体中许多但不是所有不同类型的细胞。

所有干细胞都具有自我更新或继续产生更多干细胞的能力。这是干细胞的一个定义特征。然而，干细胞的潜力取决于它们的起源和年龄。

迄今为止，研究人员在许多组织中发现了成体干细胞。成体干细胞很稀少，也很难识别。更重要的是，成体干细胞的确切起源仍然是一个谜。研究人员无法确定它们是“剩余”的胚胎干细胞，还是以其他方式产生。

脐血和脐带组织是新生儿干细胞的来源。这些干细胞在研究和干细胞疗法中的价值已经得到确认。脐血中包含造血干细胞。

造血干细胞在40多年前首次被鉴定出来。它们在干细胞移植中被广泛用于治疗许多疾病。

造血干细胞是多能的，它们可以产生不同类型的血细胞和免疫细胞。它们既存在于成年人的骨髓中，也存在于脐血中。但是，从这两个来源提取的干细胞并不相同。

脐血中的干细胞处于它们可能的最年轻状态，这意味着脐血中有更高比例的原始造血干细胞。研究表明，脐血中的干细胞具有更高的增殖潜力（是骨髓的3-15倍）。

来自脐血的这些年轻干细胞拥有更长的端粒，这意味着它们可以进行更长时间的造血过程。在样本收集方面，从骨髓中取样涉及手术。采集脐血是无创且无痛的，但只能在出生后进行。

在进行造血干细胞移植之前，会比较供体和受体的血液样本，以查看它们是否匹配。这是通过观察细胞表面的HLA抗原标记来完成的。

研究表明，脐血干细胞允许更大的不匹配，这意味着供体和受体之间的匹配不必完全相符。研究人员认为，脐血中干细胞的不成熟或原始性质是这一观察结果的原因。

其他研究表明，涉及脐血干细胞的移植与减少排斥和降低移植相关死亡率相关。

研究还表明，与骨髓干细胞相比，脐血干细胞具有更高的再种植能力，即重新填充免疫系统的能力。

鉴于脐血干细胞的增强潜力，建议所有准父母在可能的情况下通过脐血和脐带组织库存来保存它们。

让我们更详细地看一下造血干细胞（HSCs）的作用。已经提到过造血干细胞可以产生不同类型的血细胞和免疫细胞。考虑到我们的红细胞等某些类型的血细胞寿命很短，具有补充它们的能力是绝对必要的。

血细胞的再生主要发生在骨髓中。通常，干细胞产生称为前体细胞的中间细胞类型，这些细胞没有完全专业化。然后，这些细胞产生更专业化的细胞，这些细胞对功能是必要的。

造血干细胞产生两种类型的前体细胞，淋巴前体和髓前体。

淋巴前体再生免疫系统的细胞。髓前体负责生成多种不同类型的血细胞，包括红细胞。

造血干细胞可能是最广泛研究的干细胞类型。它们已经被用于临床应用，通过骨髓移植来恢复血细胞和免疫细胞。

目前，大约有80种不同的疾病使用来自骨髓和脐血的造血干细胞进行治疗。造血干细胞已经在脐血基础研讨会系列的一部分中进行了详细探讨。如果您想了解更多，我们建议查看该网络研讨会。

总而言之，干细胞的定义是它们具有自我更新的能力并能够产生身体中其他类型的细胞。但并非所有干细胞都相同。干细胞潜力决定了它们能够再生的细胞的数量和类型。具有更高潜力的干细胞能够产生比潜力较低的细胞更多的类型。最后，我们以造血干细胞为例，这是一种目前用于再生免疫系统和血液系统中的细胞的多能干细胞。

成体和新生儿干细胞正在临床试验中探索其治疗糖尿病、心脏病和阿尔茨海默病等一系列高度普遍疾病的潜力。