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脐带血干细胞及其移植脐带血中含有多种类型的干细胞，主要包括造血干细胞（HSCs)）、间充质干细胞（MSCs）和内皮祖细胞（EPCs)）等。其中，造血干细胞和间充质干细胞在脐带血中含量较多。
造血干细胞可分化为所有类型的血细胞；间充质干细胞在一定条件下进行体外培养和诱导可以向神经、成骨、软骨、脂肪、肌腱、肌肉和心肌等细胞方向分化，两者均已广泛应用于临床干细胞移植研究。
间充质干细胞是目前临床上应用广泛的干细胞胚胎干细胞(Embrtibuc stem cell)的发育等级较高，是全能干细胞（Pluripotent stem cell），而成体干细胞的发育等级较低，是单能干细胞。干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。 在胚胎的发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。 然而，这个观点目前受到了挑战。 的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。 干细胞具有自我更新能力（Self-renewing），能够产生高度分化的功能细胞。干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞 。
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只能产生一种细胞类型；但是，具有自更新属性，将其与非干细胞区分开。干细胞研究的历史情况干细胞的研究被认为开始于1960年代，在加拿大科学家恩尼斯特·莫科洛克和詹姆士·堤尔的研究之后。1959年，美国首次报道了通过体外受精（IVF）动物。60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EG细胞）,此工作确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）是一种干细胞。
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1994年，通过体外授精和病人捐献的人胚泡处于2-原核期。胚泡内细胞群在培养中得以保存其周边有滋养层细胞聚集 ，ES样细胞位于。1998年美国有两个小组分别培养出了人的多能( pluripotent )干细胞: James A. Thomson在 Wisconsin大学领导的研究小组从人胚胎组织中培养出了干细胞株。他们使用的方法是:人卵体外受精后，将胚胎培育到囊胚阶段，提取 inner cell mass细胞，建立细胞株。经测试这些细胞株的细胞表面 marker 和酶活性，实他们就是全能干细胞。用这种方法，每个胚胎可取得15－20干细胞用于培养。 John D. Gearhart在 Johns Hopkins大学领导的另一个研究小组也从人胚胎组织中建立了干细胞株。他们的方法是:从受精后5－9周人工流产的胚胎中提取生殖母细胞( primordial germ cell )。由此培养的细胞株，实具有全能干细胞的特征。
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