皮肤干细胞更新机制
成体组织如皮肤表皮、小肠上皮和骨髓持续进行细胞更新。这些组织包含永生化的干细胞和大量过渡扩增细胞——后者由干细胞产生并进行有限次数分裂后终末分化。以皮肤表皮为例，基底层包含干细胞（占少数）和过渡扩增细胞（占多数），角质形成细胞随分化进程向表层迁移，最终死亡脱落。小肠上皮干细胞定位于隐窝基部，产生后迁移至绒毛并脱落至肠腔，迁移过程中完成肠上皮细胞特异性分化。
骨髓与造血干细胞
骨髓中的造血干细胞可分化为所有血细胞类型，包括淋巴细胞、粒细胞和红细胞。这些细胞除存在于骨髓外，还少量分布于外周血和脐带血中。在骨髓微环境中，造血干细胞通过黏附于骨小梁成骨细胞和血管结构维持其干性。动物实验显示移植的造血干细胞可能罕见地定植于其他组织，但该现象尚未在临床实践中实现。值得注意的是，造血干细胞移植已广泛应用于癌症患者接受放化疗后免疫系统重建，同时存在移植物抗宿主病等风险。
骨髓间充质干细胞（MSC）具有多向分化潜能，可分化为骨、肌肉和结缔组织细胞。2008年医学突破中，科学家利用患者自体骨髓MSC成功构建气管支架，通过去细胞化供体气管构建支架后，用患者MSC重建内皮层和上皮层，避免了免疫排斥反应。
神经干细胞研究
哺乳动物出生后神经元再生能力有限，但嗅球和海马体持续产生新神经元。这些神经干细胞可在体外培养为神经球结构，相关研究为帕金森病等神经退行性疾病治疗提供了细胞疗法新路径。
体细胞核移植技术
1996年克隆羊多利的诞生验证了体细胞核移植（SCNT）技术的可行性。该技术将体细胞核移植至去核卵母细胞，经培养至囊胚期后可建立胚胎干细胞系。尽管该技术存在卵源稀缺、克隆伦理争议等问题，2013年科学家首次成功建立人类SCNT胚胎干细胞系，为个性化医疗开辟新方向。
诱导多能干细胞革命
为解决胚胎干细胞的伦理争议，科学家开发了诱导多能干细胞（iPS）技术。通过向成年细胞导入Oct4、Sox2等重编程基因，使体细胞逆转为多能状态。2008年脊髓性肌萎缩症患者皮肤细胞重编程研究首次构建疾病体外模型，2009年视网膜细胞再生突破为视网膜色素变性治疗带来希望。当前研究聚焦于非病毒载体（如质粒）替代逆转录病毒进行基因递送，以降低致癌风险。
技术前沿与伦理挑战
2021年体外培育人类类囊胚结构的技术突破，为早期胚胎发育研究提供了全新模型。但同时，干细胞研究面临双重挑战：在技术层面需解决iPS细胞基因整合安全性问题，在伦理层面需平衡治疗性克隆与生殖性克隆的界限。目前自体心脏干细胞移植已进入临床试验阶段，2011年14例冠心病患者在接受干细胞移植后显示心功能改善，标志着再生医学从实验室向临床的重要跨越。
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