干细胞(Stem cell)的“干”由英文单词“Stem”翻译而来，意为“树干、起源”，顾名思义，干细胞即形成生物体各种组织器官的起源细胞、主干细胞，是形成不同生物组织的“种子”。
目前，医学科学家指出：干细胞不仅是生物进化和发育的基本单位，也是组织和器官生长的基本单位，更是创伤和衰老时机体再生和修复的基本单位。利用干细胞具有的向所有或特定的器官的细胞分化转变的潜在能力，修复各种坏死、损伤、代谢性病变，恢复病损、退化的组织器官结构功能的一系列临床“干细胞移植治疗技术”和“再生保健技术”被称为“再生医学”。
按照其分化潜能，干细胞可分为以下几类：全能干细胞，它具有形成完整个体的潜能，受精卵就是全能性最强的干细胞；多能干细胞，具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育为完整个体，其发育潜能受到一定限制，如骨髓多能造血干细胞；单能干细胞，又名偏能干细胞，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，发育等级最低，如各上皮组织干细胞和肌肉干细胞等。而按照在个体发育过程中的出现次序，干细胞可分为胚胎干细胞（ES细胞）和成体干细胞。前者具有发育全能性，经诱导可定向分化出几乎所有种类的细胞；而后者全能性低，但广泛应用于临床培养移植的应用。
胚胎干细胞目前最被看好的应用是修复乃至替换重度损伤的组织或器官。考虑到伦理学方面的因素（不能直接取胎儿的胚胎干细胞），目前临床适用的方法是：将病人自身的体细胞核移植到一个去核的卵细胞中，诱导其体外发育至囊胚期，取其胚胎干细胞进行诱导定向分化，再移植到患者体内。
胚胎干细胞是人体细胞中除了受精卵以外全能性最强的细胞，它可以在体外自动分化，且可分化为体内任意一种类型的细胞。而成体干细胞则不然，在特定条件时才能分化，且分化有很强方向性。目前应用比较广泛的成体干细胞有：造血干细胞（用于治疗急慢性白血病、再生障碍性贫血、地中海贫血、淋巴癌、骨髓瘤等）、神经干细胞（用于颅内肿瘤的基因治疗、阿尔茨海默症、中风、因脑外伤而导致的失忆等）、间充质干细胞（治疗硬皮病）、皮肤干细胞（治疗重度烧伤，应用于皮肤美容等）。
其中，神经干细胞的发现和研究是20世纪最后十年神经生物学领域最重要进展之一，也是干细胞领域的新生力量。神经干细胞可来源于胚胎脑组织、胚胎干细胞诱导分化、成体脑组织等，在体内外适宜条件下，可被诱导分化为各种类型的神经细胞，而在人为创造的特殊环境下，还可分化产生属于不同组织的细胞，如：肌细胞、造血前体细胞、各胚层细胞等等。在临床上，神经干细胞被认为是用于中枢神经系统损伤修复的法宝。阿尔茨海默症，俗称老年痴呆症，是由于中枢神经衰老性病变造成的，通过分离患者自体神经干细胞，体外增殖并加工处理后再移回病变部位，可以起到有效治疗作用；帕金森综合征，一般由脑血管病、脑动脉硬化等因素引起，目前临床多用药物控制，但神经干细胞移植可以从根源上治愈；在癫痫、脑血管病、脊髓损伤、脑外伤等神经性疾病中，神经干细胞移植都可能有治愈作用。但由于目前研究进展中发现的种种问题（如怎样控制分化方向、干细胞取材可能损伤健康的组织等），临床应用尚不普遍。
而最新的一项研究表明，女性月经中提取出的宫血干细胞，其分化潜能与胚胎干细胞类似，是已知人体细胞中自我复制、定向分化能力最强的干细胞，甚至比起胚胎干细胞，它还具有免疫原性低、异体移植少排斥甚至无排斥的优点，已于浙江成功治愈一名H7N9禽流感患者的肺部损伤，未来研究潜力巨大。然而，据台海网报导，目前宫血干细胞不属于国家许可应用于临床的干细胞，对其的研究还应以实验为主。
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