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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。
1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了个人卵子。70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的SC细胞作为胚胎发育的模型，虽然其染体的数目属于异常。1978年，个试管婴儿，Louise Brown 在英国诞生。1981年，Evan, Kaufman 和Martin从小鼠胚泡内细胞群分离出小鼠ES细胞。他们建立了小鼠ES细胞体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍型，像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物。将ES细胞注入上鼠，能导形成畸胎瘤。
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目前干细胞存储的设备为液氮罐，主要为液相和气相两种，存储温度设定在-150℃至-196℃之间，确保干细胞的质量。相较于液相液氮罐，气相液氮罐具有样本间的交叉污染、降低样本爆管的风险、损耗低等优势，当前大多数存储机构都选择气相液氮罐存储。存多久——干细胞存储期限理论来讲，干细胞可以长期存储，不会低于人体的寿命。干细胞存储在液氮环境下，细胞处于休眠状态，而且细胞内的生命活动接近停止，可无限期存储。当前自体存储期限一般分为5年、10年、15年、20年等。
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1984—1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中产生出多能的、可鉴定的（克隆化的）细胞，称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元样细胞和其他类型的细胞。1989年，Pera 等分离了一个人EC细胞系，此细胞系能产生出三个胚层的组织。这些细胞是非整倍体的（比正常细胞染体多或少），他们在体外的分化潜能是有限的。
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