很多時候，大家對干細(xì)胞的分化潛能概念不是很清楚， 比如胚胎干細(xì)胞是否屬于全能干細(xì)胞？Pluripotent stem cell 和 Multipotent stem cell 都翻譯成多能干細(xì)胞嗎，兩者有什么區(qū)別？造血干細(xì)胞屬于什么潛能的干細(xì)胞？表皮干細(xì)胞呢？今天，步步先生教你如何講干細(xì)胞的潛能性才不會出錯。
圖解：受精卵（1）→二細(xì)胞卵裂球（2）→桑椹胚（3），都屬于全能干細(xì)胞。囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（4），屬于多能干細(xì)胞。三胚層期的細(xì)胞（5）屬于專能干細(xì)胞。心臟或骨骼里的干細(xì)胞（6）屬于專能或單能干細(xì)胞。
干細(xì)胞的各種潛能性的演變，在正常的人體發(fā)育環(huán)境中，得到了最好的詮釋。
全能干細(xì)胞→多能干細(xì)胞
人體的發(fā)育起始于精子與卵子的結(jié)合，隨后形成一個具有能發(fā)育為完整個體的細(xì)胞，即具有全能性的受精卵。受精后的最初階段，受精卵通過卵裂形成的細(xì)胞幾乎完全相同。這意味著如果把這些細(xì)胞的任何一個放入女性子宮內(nèi)，均有可能發(fā)育成胎兒。實際上，當(dāng)兩個全能細(xì)胞分別發(fā)育為單獨遺傳基因型的人時，即出現(xiàn)了各方面都完全相同的雙胞胎。受精卵繼續(xù)分裂，形成由12-16個細(xì)胞組成的細(xì)胞團(tuán)，稱之為桑椹胚（morula）。桑椹胚前和桑椹胚期的每一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛力，屬于全能干細(xì)胞（totipotent stem cell）。大約在受精后四天，經(jīng)過幾個循環(huán)的細(xì)胞分裂之后，這些全能細(xì)胞開始特異化，形成一個中空環(huán)形的細(xì)胞群結(jié)構(gòu)，稱之為囊胚（blastula），囊胚由外層細(xì)胞和位于中空球形內(nèi)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(Inner cell mass，ICM)所構(gòu)成。從囊胚期到原腸胚期之間的細(xì)胞就是通常意義的胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ESCs），這個時候的細(xì)胞是多能干細(xì)胞（pluripotent stem cell）。
外層細(xì)胞繼續(xù)發(fā)展，形成胎盤以及胎兒在子宮內(nèi)發(fā)育所需的其它支持組織。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)亦繼續(xù)發(fā)育，分化成三個胚層，即可形成各器官系統(tǒng)。雖然內(nèi)細(xì)胞團(tuán)可以形成每一種組織, 但它不能形成完整的胎兒，因為它不能形成胎盤和支持組織。這些內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞是多能性的----它們能產(chǎn)生許多種類型的細(xì)胞，但并非胎兒發(fā)育所需的全部細(xì)胞類型。因為它們不是全能性的，不是胚胎，沒有完全的發(fā)育潛能。如果內(nèi)細(xì)胞團(tuán)被放入女性子宮，它不會發(fā)育成胎兒。
多能干細(xì)胞→專能干細(xì)胞
多能干細(xì)胞經(jīng)歷進(jìn)一步的特異分化，產(chǎn)生具有特殊功能的干細(xì)胞群體。如造血干細(xì)胞（?試著點一下），它能產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。又如皮膚干細(xì)胞，它能產(chǎn)生各種類型的皮膚細(xì)胞。又如神經(jīng)干細(xì)胞（?試著點一下），它能產(chǎn)生神經(jīng)組織起源的成熟細(xì)胞，如神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形細(xì)胞。這些更專門化的干細(xì)胞被稱為專能干細(xì)胞（multipotent stem cell）。專能干細(xì)胞分化潛能較之多能干細(xì)胞分化潛能低，但也具有多項分化功能。
專能干細(xì)胞繼續(xù)特異分化，就會形成分化潛能更低的單能干細(xì)胞（unipotentstem cell）。單能干細(xì)胞分化潛能最差，僅能產(chǎn)生一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞，例如表皮干細(xì)胞（epidermal stem cell，ESCs）和睪丸中的精原干細(xì)胞（spermatogonialstem cell，SSCs）。單能干細(xì)胞是發(fā)育潛能最低的干細(xì)胞。
參考文獻(xiàn)：
[1]. Alejandro De L. A. et al. Hall marks of pluripotency [J] Nature 525, 469–478（2015）
[2] Luis A.V.P. Embryology – Updates and Highlights onClassic Topics [M] 173-188 （2012）
全能干細(xì)胞（Totipotent stemcells）：可以分化形成所有的胚胎組織以及胚胎外組織的任何一種細(xì)胞，但它們的發(fā)育潛能迄今不能在體外條件下實現(xiàn)。從受精卵到桑椹胚期的細(xì)胞全部屬于全能干細(xì)胞。
多(萬)能干細(xì)胞（Pluripotent stem cell）可以分化形成人類體內(nèi)存在為數(shù)不多的三胚層的任何一種細(xì)胞，但不能形成胎盤以及子宮內(nèi)發(fā)育所需的支持組織。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，胚胎細(xì)胞，生殖嵴細(xì)胞都屬于多能干細(xì)胞。大名鼎鼎的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）也屬于多能干細(xì)胞。
專(多)能干細(xì)胞（Multipotent stem cell）可以分化形成某一胚層的任何一種細(xì)胞。外胚層，中胚層，內(nèi)胚層的細(xì)胞都屬于專能干細(xì)胞。比如典型的造血干細(xì)胞（HSCs），只限于形成這些干細(xì)胞起源性組織的成熟細(xì)胞類型，在正常生理條件下，不會分化形成與其起源組織類型不相關(guān)的細(xì)胞譜系。神經(jīng)干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞都屬于專能干細(xì)胞。
單能干細(xì)胞（Unipotent stem cell）：只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化。比如精原干細(xì)胞（SSCs），也具有自我更新的能力，但卻顯示出很有限的發(fā)育潛能，只能形成一種類型的細(xì)胞，即精子。
聯(lián)系客服
