生命的奥秘在于一个受精卵如何发育成复杂的生物体。这个过程中，能够无限增殖和分化的干细胞扮演着极其重要的角色，可以说，干细胞是人类生命的起源。60余年来，科学家们对干细胞的研究从未停步。这个领域的研究成果，曾位列《时代周刊》“20世纪末世界十大科技成就”之首，也曾在年摘得诺贝尔生理学或医学奖的桂冠。
生命起源于细胞，人体拥有万亿个细胞，干细胞可以分化成其中任何一种模样，它可以自我更新复制，能够产生高度分化的功能细胞。其中应用最多的是间充质干细胞(MSCs)，可直接复制各种脏器和修复组织。人类寄希望于利用干细胞的特有功能实现对临床疾病的治疗。
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60余年过去，新一代
疗法已兴起
干细胞（stemcell）的发现可以追溯至上世纪60年代。这是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞，能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。这种特点为它在医学领域的应用打开了广阔的前景。
随着人类的不断研究和探索，在全球范围内，除了干细胞移植，已有十余款第一代干细胞治疗产品被批准应用于临床。比如，FCB-Pharmicell公司的HeartiCellgram-AMI，于年在韩国被批准用于治疗急性心肌梗死；Osiris公司开发的Prochymal，于年在加拿大被批准用于治疗儿童移植物抗宿主病（GVHD）。
目前基于基因和细胞改造的新一代干细胞疗法正在兴起。这些疗法有望提高干细胞疗法的有效性和特异性，并能够将治疗的疾病范围扩大至更广泛的领域。
干细胞来自哪里？您可能听说过干细胞疗法的传奇案例，尤其针对难治的疾病或者在医美领域的特殊潜能。干细胞不仅可以为未来的科学提供研究，而且它们也为今天的许多医学治疗提供了新的希望。那么，它们究竟来自何处，它们与常规细胞有何不同？首先我们需要知道干细胞所分的类型。
干细胞，是我们身体里的超能力细胞，它们像孙悟空一样有72般变化（分化），变成身体里的各种细胞，然后再变成各种器官。平常干细胞是机动后勤，“潜伏”在各个组织器官中，通过变身术不断分化出新的细胞，补充身体日常运作时的细胞损耗。
干细胞有两种主要类型-成人和胚胎：
?成体干细胞-源自活人的干细胞。
?胚胎干细胞-源自人类胚胎的干细胞。
除了两个更广泛的类别之外，还有子类别。每个都有自己的特点。对于研究人员来说，不同类型的干细胞都有它特定的用途。
成体干细胞——
一个成年人体内的许多组织都含有干细胞。科学家最早认为成人干细胞治疗作用不如人类胚胎干细胞。他们不相信成体干细胞像胚胎干细胞（ESCs）那样通用，因为成体干细胞不能变成为人体内所有种细胞类型，有局限和复杂性。
虽然这一观点尚未被完全否定，但后来令人鼓舞的研究证据表明，成体干细胞可以发育成各种新型细胞。成体干细胞还可以通过其他机制影响修复。
年8月，美国国家数据库PubMed注册的干细胞出版物数量超过30万。干细胞疗法也正在全世界有超过4,个临床试验中进行探索。一些最早使用的成人干细胞形式包括骨髓和脐带血移植。
需要提醒的是，“成体干细胞”这种类型的细胞，并非理解是成年人，因为成体干细胞可以来自儿童。简单的理解是来自活人的干细胞而非胚胎干细胞。
胚胎干细胞是有争议的，因为它们是由生育但未被生育诊所使用的胚胎制成的。
胚胎干细胞——
胚胎干细胞来自受精后不久收获的胚胎（4-5天内）。当胚泡的内细胞团转移到培养基中，在它们发育时，就会产生这些细胞。
胚胎干细胞可以生长成更广泛的细胞类型，但它们也会带来患者免疫系统排斥的风险。相比之下，成体干细胞更丰富，更容易收获，争议也更少。
值得一提的是，从胚胎中收获干细胞是有争议的，有违伦理。
干细胞不同于体内的数万亿其他细胞。事实上，干细胞只占体内总细胞的一小部分。有些人的干细胞比例高于其他人。但是，干细胞是特殊的，因为它们是特定细胞，类似在我们体内生长和发育的“母亲”。当这些细胞分裂时，它们就变成了“儿女”。有些子细胞只是自我复制，而其他细胞完全形成了新的细胞。这是干细胞与其他体细胞不同的主要方面-干细胞是唯一能够产生新细胞的细胞。
干细胞可以直接治疗患者的技术无论是研究还是临床都在逐年增多。再生医学的发展现在主要是在于干细胞的应用。这种类型的治疗用通过供体干细胞产生的新的健康细胞取代患病细胞。捐赠者可以是另一个陌生人或患者本身。
有时，干细胞还通过血液流动到需要修复的部位或通过信号机制影响其微环境来发挥治疗作用。
一些类型的成体干细胞，如间充质干细胞（MSCs），因发挥抗炎和抗瘢痕作用而众所周知。MSCs也可以对免疫系统产生积极影响。
干细胞再生治疗的病症和疾病可能有助于阿尔茨海默病，帕金森病和多发性硬化症（MS）。心脏病，某些类型的癌症和中风患者也可能在未来科学发展中受益。
干细胞移植目前普遍临床研究侧重用于治疗糖尿病，脊髓损伤，严重烧伤和骨关节炎方面。
干细胞的探索绝不只是象牙塔里的游戏。中国老年人口的数量已经成为世界之最，衰老是骨科类退行性疾病、神经退行性疾病以及器官衰竭的根源。随着干细胞技术的不断地发展，在传统医学无法解决的问题上，干细胞因其特有的功能，在疾病治疗中显示出巨大的优势。
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3D培养模式调控组织细胞分化方向
人类诱导多能干细胞是一类具有自我更新、快速增殖和多向分化能力的多潜能细胞。“从某种意义上说，只要给它一定的诱导分化信号，它可以分化成体内所有的细胞类型。”李栋介绍，由于人体就是由细胞和细胞分泌物构成的，所以从理论上讲，人类诱导多能干细胞可以修复任何一种组织细胞损伤。
虽然目前普遍认为人类诱导多能干细胞尚不能发育成一个完整的个体，但也足以模拟一些组织或器官的发生过程。因此，人类诱导多能干细胞可以直接在定向诱导为某几种细胞之后，用于组织损伤的修复和器官再生，也可以用于模拟形成皮肤、肝脏等复杂的组织器官，进行功能替代、药物筛选或是靶向肿瘤治疗的研发。
最新研究利用来自干细胞生物学和毛囊发育领域的技术，来产生接近功能完整的皮肤类器官，并在实验室中完成模仿皮肤的生长发育过程。此前，已有科学家培养出包括肠、肺、肾和脑的各种类器官。而干细胞包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞，后者是通过将成年细胞重编程为类胚胎状态而产生的，因此具有形成类器官所需的所有成年细胞类型的能力。
李栋介绍，李智运等人利用类器官3D培养模式，诱导出多种细胞类型，结合基质胶（matrigel，由多种细胞胶质蛋白组成的混合物）三维环境，促进细胞极性排列，让细胞间实现通信互动。他们先诱导颅神经嵴细胞（CNCC）的形成，后续采用旋转漂浮培养技术，控制CNCC和表皮细胞间相互影响、诱导和反馈，在类器官中形成具有突出毛囊的胞囊，协作发育并最终形成功能性皮肤组织，模拟了皮肤组织间相互诱导分化的发育过程。
此项研究的另一个重要创新，在于皮肤组织培养的多个关键节点上。他们有序地采用了多种因子和信号通路抑制剂，并精密控制气液界面培养的介入时机，调控组织细胞的分化方向。“这一培养体系也可用于其他组织器官的再生。”李天晴说。
“毛囊和汗腺等皮肤附属结构精细，形态微小，分离纯化过程复杂，制约了人工皮肤领域的研发进展。而这项研究，直接利用诱导多能干细胞分化形成皮肤附属结构中的各种组织细胞，如果能在组织支架材料上得以放大这种培养工艺，将更具产业化价值。”李栋说。
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