39.2: 干细胞的来源和潜能

干细胞是具有广泛自我更新特性的未分化细胞，有助于它们在胎儿和成年阶段维持其数量。它们可以专门化为人体中的所有细胞类型。然而，它们的分化潜能可能有所不同，可以分为五种类型。干细胞可以是（1）全能、（2）多能、（3）专能、（4）寡潜能和（5）单潜能。每个干细胞都有特定的起源； 受精卵或合子是全能细胞，可以发育成胚胎和胚胎外组织。随着发育的进展，受精卵经历反复的细胞分裂，最终失去全能性，成为 64 个细胞团，称为囊胚。囊胚由快速增殖的内细胞团（ICM）和滋养外胚层（TE）外层组成。ICM和TE都是多能干细胞的来源。ICM可以分化为任何胚胎组织，包括血细胞、肌肉细胞、神经元、皮肤和肠细胞，但不能分化为胚胎外组织。相反，TE 细胞只能形成胎盘、羊膜和绒毛膜。ICM也称为胚胎干细胞（ES细胞）。ES细胞通常用于再生医学，以治疗中风和神经退行性疾病，例如帕金森氏症或阿尔茨海默氏症。

多能干细胞包括成体干细胞（ASCs）。它们存在于特定的组织类型中，并且仅产生该特定组织谱系的细胞。例如，骨髓中的ASCs被称为造血干细胞（HSCs），它可以分化为所有血细胞，但不能分化为肠道细胞或肌肉细胞。寡能干细胞的组织谱系进一步受到限制，并且只能分化为较少的组织细胞类型。肺部的支气管肺泡干细胞（BASCs）具有寡能性，可以分化为细支气管上皮或肺泡上皮。单潜能细胞只能产生一种细胞，例如肌肉干细胞。 它们在体内仅成熟为肌肉细胞。

效力是干细胞的特性，它决定了它们自我更新和分化成多种细胞类型的能力。

全能干细胞包括孢子、受精卵或植物分生组织细胞，它们可以发育成所有类型的细胞以形成完整的生物体。

多能干细胞或 PSC，例如胚胎干细胞，可以形成大多数但不是所有体细胞类型。因此，它们不能独立地形成一个完整的有机体。

基因工程体细胞（如成纤维细胞）产生诱导的 PSC，这些 PSC 可以分化成任何所需的细胞类型。

成体干细胞是多能的，但只能产生特定组织类型的所有细胞。例如，间充质干细胞可以产生成骨细胞、肌细胞、脂肪细胞和软骨细胞，但不能产生神经元或血细胞。

多能干细胞可以分裂成寡能和单能细胞，这些细胞经历较少的自我更新并分化为密切相关的细胞类型。

髓系祖细胞是寡能的，产生红细胞、吞噬细胞或粒细胞，而单能集落形成单位-红细胞只能形成红细胞。