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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。
除内源性调控外，干细胞的分化还可受到其周围组织及细胞外基质等外源性因素的影响。间质细胞能够分泌许多因子，维持干细胞的增殖，分化和存活。有两类因子在不同组织甚至不同种属中都发挥重要作用，它们是TGFβ家族和Wnt信号通路。比如TGF家族中至少有两个成员能够调节神经嵴干细胞的分化。近研究发现，胶质细胞衍生的神经营养因子（GDNF）不仅能够促进多种神经元的存活和分化，还对精原细胞的再生和分化有决定作用。GDNF缺失的小鼠表现为干细胞数量的减少，而GDNF的过度表达导致未分化的精原细胞的累积[3]。Wnts的作用机制是通过阻止β-Catenin分解从而Tcf/Lef介导的转录，促进干细胞的分化。比如在线虫卵裂球的分裂中，邻近细胞导的Wnt信号通路能够控制纺锤体的起始和内胚层的分化。
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到目前为止在世界范围内间充质干细胞治疗糖尿病的临床案例确实已经有了上千例，而这些公开的案例表明干细胞治疗糖尿病这一疗法确实能够使糖尿病患者的病情得到一定程度上的逆转，同时对胰岛素的依赖也是大大的降低。经过长期对治疗后的患者随访，接受这一疗法的患者多可以3年需要依赖胰岛素。并且在临床上这一疗法没有明显的不良反应危害。因此从这方面来说干细胞治疗糖尿病是真的临床应用，但从另一方面来说也是存在假象的。因为，目前这种干细胞疗法虽然经过了临床验，但是毕竟相对在国内上亿糖尿病患者数量来说，上千的案例，做到全面的病情模型模拟分析。并且患者的随访时间至今也没有超过10年，因此在10年后，一次性接受这种疗法的患者会不会有别的不良危害产生目前还不太清楚。
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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，只能分皮悄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。
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