干細(xì)胞(stem cell)既能不斷增殖更新自身，并保持著全能分化的特性，又可產(chǎn)生各種分化類型的子代細(xì)胞。干細(xì)胞可以分成三類：①胚胎干細(xì)胞(embryonicstem cell)，又稱全能干細(xì)胞(totipotent stem cell)。受精卵分裂生成的卵裂球就是全能干細(xì)胞，能夠產(chǎn)生各種細(xì)胞直到發(fā)育成為一個(gè)體。②多能干細(xì)胞(pluripotentstem cell)。例如內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的一些細(xì)胞。這類細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)已經(jīng)定向，如將發(fā)育成內(nèi)胚層、外胚層或中胚層等不同胚層，因此，多能干細(xì)胞可以產(chǎn)生定向?yàn)槟骋慌邔拥母鞣N類型的細(xì)胞，如發(fā)育成中胚層的多能干細(xì)胞可以產(chǎn)生結(jié)締組織、心肌、淋巴結(jié)等，但不能產(chǎn)生其他屬于外胚層來源或內(nèi)胚層來源的細(xì)胞，所以不能說是全能的。③多效干細(xì)胞(multipotent stem cell)。這類細(xì)胞能夠產(chǎn)生具有專一功能的各種細(xì)胞。例如，人體每天要更新1 000億(1011)個(gè)血細(xì)胞和小腸細(xì)胞，以及約1．5g表皮細(xì)胞，這些細(xì)胞是由能分化產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板的造血干細(xì)胞以及產(chǎn)生各種類型的皮膚細(xì)胞的皮膚干細(xì)胞所生成的。這類干細(xì)胞即是多效干細(xì)胞。
不同類型的干細(xì)胞的劃分并不是絕對(duì)的，而是在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換的。1968年John Gordon和他的同事們用爪蟾(Xenopus)作核移植試驗(yàn)，證明已分化的細(xì)胞的細(xì)胞核有的仍能保持全能性。他們把蝌蚪的小腸壁細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞里，供體細(xì)胞核只有1個(gè)核仁而不是通常的2個(gè)核仁，這個(gè)遺傳標(biāo)記可以很清楚地區(qū)分出供體細(xì)胞和受體細(xì)胞。結(jié)果在726個(gè)移植的細(xì)胞核中有10個(gè)(占1．4％)使得重建的卵細(xì)胞發(fā)育成蝌蚪。這表明蝌蚪的腸壁細(xì)胞核仍有一些保持著能產(chǎn)生神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)、造血系統(tǒng)等各種類型細(xì)胞的能力，直到形成一個(gè)完整的蝌蚪。換句話說，在一定條件下，已分化的細(xì)胞的細(xì)胞核可以實(shí)現(xiàn)重新編程(reprogrammmg)的過程獲得全能發(fā)育的特性。30年后，在哺乳動(dòng)物個(gè)體的體細(xì)胞克隆實(shí)驗(yàn)中也獲得了證明。