第一章　干细胞生物学概述

干细胞（stem cell，SC）技术研究与转化应用是目前生命科学领域中最为活跃、发展最快并受到全球政府、社会各阶层和相关研究者广泛重视的前沿生物技术之一，被认为是“21世纪”生物医药产业发展的“蓝海”和用之不尽、取之不竭的“金矿”。世界各国政府相继把干细胞技术研究列为科技创新发展重点和优先资助领域，将大量的人力、物力和财力投入干细胞的基础及临床前关键技术研究，已经取得了诸多动摇和颠覆传统医学认识的突破性理论和技术进展，使一些干细胞技术开始进入了临床应用的最后“一公里”，即将成为临床医学的一种新模式。干细胞技术之所以受到如此高度重视，原因是它可用于组织器官损伤的修复和移植、替代治疗，解决一些重大疾病治疗难的问题，甚至会对延缓衰老和提高亚健康人群的生活质量发挥积极作用，干细胞技术研究及转化应用将为许多重大疾病的有效治疗提供新的思路和方法。干细胞技术不仅会使目前临床上的一些损伤、退变、衰老等疑难病症得到有效治疗，使人类的健康水平和生存质量得到显著提高，而且有巨大的应用市场，是战略性新兴产业发展的重要方向之一。到2016年底，全球范围内已有近6000项干细胞治疗方案进入临床试验阶段，涉及150余种疾病治疗研究，表明干细胞治疗技术已经开始向临床应用转化。有专家认为，“20世纪是药物治疗的世纪，21世纪是细胞治疗的世纪”“干细胞技术将对生物技术产业产生全局性的影响”，细胞替代治疗将改变临床医学治疗的传统模式，成为继传统的药物治疗、病变组织切除、移植修补等治疗方法之后的一种促使细胞、组织甚至器官再生的新疗法。以干细胞、免疫细胞治疗为代表的生物治疗新技术是个性化精准医疗的重点发展方向，还将在基因治疗、新药研发、药效评价、基因组学、蛋白质组学、系统生物学、发育生物学、环境与药物毒性评价、肿瘤治疗等研究中发挥难以替代的作用。因此，美国《时代》周刊曾称干细胞是与人类基因组计划同等重要的新世纪最具有发展和应用前景的领域。总之，干细胞的基础研究，包括干细胞获取、命运调控及用于器官再造、损伤修复等方面的方法、疗效与机制研究正在突飞猛进，标志性成果不断涌现。与此同时，干细胞研究成果的转化步伐也在日益加快，不断有新的干细胞技术和产品进入临床试验，甚至部分干细胞产品还被批准上市。但是，我们也应该清醒地认识到，系统性的干细胞基础研究、标准化的技术和产品产业化、规范化的临床应用技术还远远没有达到临床普及和推广应用阶段，特别是一些涉及临床应用的技术方法、安全、疗效和机制等基本问题尚未完全解决，还需要通过大量动物疾病模型模拟治疗研究来建立临床参考技术，通过临床验证之后，才可以大规模推广临床应用。

干细胞是生命诞生、维系组织器官结构与功能完整的基础，是组织细胞更新换代和损伤修复的种子，是生命的源泉。干细胞最显著的特点是具有自我更新和无限增殖的能力，同时具有高度可塑性，即具有多向分化潜能。因此，我们可以把干细胞定义为：干细胞是来源于早期胚胎或成体组织、具有自我更新和高度增殖能力且至少可以跨胚层分化为2种以上不同类型组织细胞的不成熟细胞，是组织细胞更新换代和维系组织、器官结构与功能完整的种子细胞，可用于组织缺损和损伤修复等多种疾病的治疗。干细胞研究中，具有里程碑意义的突破性进展主要有：①1957年Thomas发表在 N Engl J Med上的研究结果表明，同种异体动物骨髓可以重建骨髓的造血衰竭；②1981年Evans和Martin分别建立了小鼠胚胎干细胞系，这项成果直接导致了基因敲除技术的产生，也是再生医学理论诞生的标志；③1998年美国科学家成功培养出世界上第一株人类胚胎干细胞系，表明可将胚胎干细胞定向分化以构建组织，用来替代损伤及老化的组织或器官；④2006—2007年Yamanaka和Thomson两个研究组分别在 Cell与 Science上报道，通过导入4种基因（Oct-3/4、Sox-2、Kif-4和c-Myc）可使皮肤细胞重编程为类ES细胞的诱导性多能干细胞（iPS细胞），使得在不用胚胎或卵母细胞的前提下制备用于疾病研究或治疗的胚胎干细胞（ES细胞）样细胞成为可能。

干细胞的“干”（音 gàn），译自英文“stem”，意为“树”“干”和“起源”。干细胞犹如一粒种子，可以在合适的土壤中发芽生长成参天大树，类似于一棵树干中的嫩芽，可以长出树枝、树叶，开花和结果。“干细胞”一词最早在19世纪的生物学文献中就有报道，只是随着研究的深入而逐渐被人们广泛认识，并被赋予了新的内涵。1878年出现了第一篇关于哺乳动物受精卵的研究报道。1896年，Wilson在论述细胞生物学的文献中第一次应用干细胞这个名词，专门用来描述存在于寄生虫如蠕虫、线虫、蛔虫等生殖系中的未成熟祖细胞。Boveri等学者在1897年进行线虫的研究中发现，祖细胞在经过连续卵裂之后，只有一个细胞保留了全部的染色体并包含有成体生殖细胞的全部成分，但是限于技术条件和有限资料，当时人们认为干细胞只是能够产生子代细胞的一种较原始的细胞，提不出分化和自我更新的概念。实际上，大多数动物在出生后，成熟细胞在正常情况下难以继续分化，器官和组织在生长发育过程中伴随的只有细胞增殖和体积的增大，不再产生其他类型细胞的发育和分化，而大多是为了维持机体的平衡，但成熟细胞的增殖能力也十分有限，难以长期维系生存。例如肝脏细胞具有较强的增殖能力，部分切除肝组织的情况下可通过肝细胞增殖得到完整修复，但在部分切除肝组织的同时给予诱导性肝损伤的化学毒性物质时，肝组织则难以通过肝细胞分裂增殖的机制来修复损伤和维持功能，必须通过肝干细胞或外源性补充干细胞才能修复。在生命过程中，大多数的成体细胞都会衰老死亡，需要不断地更新换代，例如皮肤、小肠和血液细胞等每天都有部分细胞死亡和细胞新生，细胞新生的种子则是这些组织中的干细胞。成体组织中的干细胞群的生理意义是补充衰老死亡细胞，控制和维持细胞的再生，从而维系组织器官的结构与功能。若因为环境或食物残留毒性物质等因素的影响导致干细胞数量减少或活性降低，人体则可能进入衰老状态。如果只是个别组织、器官中的干细胞数量减少或活性降低，则可能出现单个组织器官的功能减退，如果说多个组织器官中的干细胞数量减少、活性降低，则有可能出现整体功能衰退。随着科学技术的进步和实验工具的发展，人们对干细胞在组织中的分布、定位、与组织微环境的相互作用、增殖分化及调控、标志分子、参与和促进损伤修复、分泌功能、基因表达谱等作用及机制有了较为详细的了解，对干细胞的地位和作用的认识也逐渐深入。1983年Sulston在文献中报道，对线虫细胞系的研究中清楚地表明生殖系祖细胞的发育潜能在每个连续的分裂过程中发生了明显的改变，结果是早期的细胞分裂的产物仍保持了有关亲代分裂球的特性，并证明具有自我更新的能力，而这一点正是目前所认为的干细胞的基本生物学特征，而非早期的细胞系的特征。此时，对干细胞才有了较全面的认识。

真正的干细胞研究始于20世纪40年代关于造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）的推论，但没有它存在的直接证据，也没有用于临床治疗的理念。第二次世界大战即将结束的1945年，美国在日本的长崎、广岛投放了2颗原子弹，造成了大量电离辐射伤的伤员，经观察研究发现，这些伤员均是因为严重的造血功能衰竭而惨死。随后，人们开始了骨髓细胞悬液输注治疗受致死剂量放射线照射伤员的研究，美国华盛顿大学的Thomas于1956年在同卵双胞胎间进行了首次骨髓移植，用于治疗其中的一名晚期白血病患者，随后又进行了5例相同的治疗，这些患者都先进行辐射和化疗，然后实施同卵双胞胎来源的骨髓悬液静脉输注，结果没有发生严重不良反应，但只有其中一位检测到供体来源的骨髓，没有一位生存期超过100天。1957年Thomas在 N Engl J Med上发表了他的研究结果，认为同种异体动物骨髓可以重建骨髓的造血衰竭，提出了骨髓移植（bone marrow transplant，BMT）的概念。1959年，该研究小组又对2例晚期白血病患者进行了同卵双胞胎来源的骨髓移植，发现造血功能迅速恢复，同时白血病消失，但2名患者均在6个月后复发，这次研究使Thomas确信骨髓对患者的致死量辐射具有保护作用，而且可以缓解晚期白血病。Thomas还在犬的骨髓移植研究中发现三个与临床移植中患者类似的感染、排异和移植物抗宿主病（graft-versus-host-disease，GVHD）问题，但他对造血干细胞移植充满信心，于是开展了攻克免疫排斥和GVHD的研究。Thomas被认为是造血干细胞移植之父，鉴于他对造血干细胞移植治疗研究方面的杰出贡献，于1990年被授予诺贝尔生理学或医学奖。1960年前后，世界各地及中国内地均开始使用未经配型的异体骨髓移植治疗大剂量意外核辐射的患者，但没有1例取得成功，被认为是无奈之举，是白血病治疗到最后的一种可怕治疗方案，原因是人们对移植免疫排斥反应一知半解，面对失败束手无策。随后，美国科学家Cronkit等利用放射自显影技术对骨髓造血干细胞的增殖分化过程进行了研究，取得了大量的证据，提示体内有造血干细胞的存在。加拿大的Till和McCulloch于1966年报道，将同种异体的骨髓细胞悬液输入受致死剂量放射线照射的小鼠体内，这些细胞可以在脾脏内形成脾结节（集落），进一步研究发现这种结节来源于单个细胞的克隆生长，其中包含有红细胞和粒细胞，将其移植给其他受致死剂量放射线照射的小鼠，同样还能形成脾结节，表明脾结节中仍然含有干细胞。该研究提供了干细胞具有自我更新和分化潜能的有力证据。美国华盛顿大学的Thomas于1967年发表研究报告认为，如果将正常人的骨髓移植到患者体内，可以治疗造血功能障碍，这是干细胞临床研究的开端。因此，普遍认为，干细胞的临床应用研究是从血液系统开始。Stephphenson于1970年报道，发现红系晚期祖细胞集落。1979年加拿大的Fauser等先后报道在小鼠和人类粒细胞、红细胞、单核细胞及巨核细胞集落形成单位（CFUGEMM），但他们都不知道其中不含淋巴细胞和早期祖细胞也有多向分化能力的事实。到1970年之后，许多基础研究证实了造血祖细胞的存在，推测骨髓移植重建造血功能的种子细胞其实是其中的造血干细胞，从此造血干细胞移植的理念开始得到广泛公认。Schofied等于1978年提出骨髓基质（stroma）所构成的微环境是正常造血的必需条件，但当时对骨髓基质的结构、组成及微环境中的细胞与细胞之间的三位结构及相互关系，细胞因子的造血调控机制一无所知。因为体外培养体系难以模拟体内的造血微环境，而之后30年在攻克造血微环境方面进行了大量研究，但并未取得进展。

造血干细胞技术的发展得益于分子生物学、免疫学等相关技术的发展。20世纪60年代，法国巴黎圣路易思医学院的Dausset等在肾移植研究中发现，肾移植失败患者的血清中有针对供者白细胞表面抗原的抗体存在，后来将这种诱导产生抗体的白细胞抗原命名为人类白细胞表面抗原（human leukocyte antigen，HLA）。进一步研究发现，HLA是体内各种组织细胞的共同的组织抗原，有不同亚型位点、基因定位及上千个等位基因，在造血干细胞移植中，如果供、受者间HLA等位基因相合程度高，则有可能降低移植免疫排斥反应的程度，HLA的发现使移植技术和移植免疫学得到快速发展。1985年Martin等证实，GVHD与于移植物中的T细胞效应有关，后来发现启动GVHD的是移植物中T细胞的一个亚群，还有一些T细胞亚群与NK细胞协同监视和移植体内残存的白血病细胞的生长，产生特异性的移植物抗白血病效应。T细胞亚群及功能多样性的发现是对造血干移植的杰出贡献。1984—1985年间，关于HLA及移植免疫的研究成果曾3次获得诺贝尔生理学或医学奖。随着造血干细胞移植免疫配型、基因配型、强力免疫抑制剂的出现，造血生长因子的发现以及在造血干细胞移植中的应用，单克隆抗体、免疫细胞化学、基因结构分析等技术在白血病诊断中的应用，分子生物学技术在移植检测中的应用，造血干细胞移植成功率不断提高，该技术在20世纪80年代以来得到快速发展，成为了恶性血液病治疗的有效手段之一。美国Broxmeyer于1995年发现脐血内富含造血干细胞并于1997年发表了第一例脐血临床移植。1999年由纽约政府出资在该地血液中心建立了世界首个脐血干细胞库，引起了全球的高度关注，随后世界各地纷纷建立脐血干细胞库，目前已有上百家脐血干细胞库分布于世界各地，一些脐血干细胞库还实现了信息数据共享，极大地促进了造血干细胞移植技术的发展。脐血干细胞移植类似亲缘关系的骨髓造血干细胞移植，即使有1~2个HLA基因位点不完全相合也可以安全植入成功，一般在5000份脐血中找到合适移植物的概率大于95%。脐血干细胞移植存在的关键问题是单份脐血的造血干细胞数量难以满足成人患者移植需要，但如果用于治疗儿童患者就没有问题，随着多份脐血联合移植治疗成人恶性血液病的研究不断取得进展，脐血造血干细胞移植治疗的应用将不断扩大。

关于造血干细胞以外的干细胞研究起步相对晚，但发展极为迅速。早在1962年，Wdwards首先发现兔囊胚中的胚胎干细胞（embryonic stem cells，ESC）的分化现象，认为囊胚中的ESC具有多向分化潜能，可自动分化为含有神经、骨、肌肉等多种细胞。由于ESC在体外的生长条件十分苛刻，细胞建系多年均未取得成功。最早开展两栖类、鱼类ESC研究的是我国胚胎学创始人童第周，他于1930—1934年在比利时进行蛙受精卵研究中，发现受精卵中已经存在器官形成的物质，并观察到内胚层和外胚层有多能性，吸附乳头和感觉细胞的形成依赖于外源因素，卵质对个体发育起关键作用。随后，童第周的研究小组将鲤鱼的细胞核移植到去核的鲫鱼受精卵内，发现重构的卵可以发育为成体并且具有鲤鱼和鲫鱼的一些生物性状，显示细胞质对性状形成有影响，于是他提出了通过核移植把两种不能杂交的鱼的优点结合起来并使之遗传下去的设想。童第周是最早提出体细胞核移植理论并在鱼类实验中取得成功的科学家，他是当之无愧的体细胞核移植之父，因为干细胞的许多研究进展得益于童第周的体细胞核移植成功的启示及相关技术的发展。1997年，英国Roslin研究所的Wilmut利用核移植技术将来自发育成熟的雌性芬兰多塞特白面绵羊的成体乳腺细胞核移植入苏格兰黑面母山羊的去核卵母细胞中，经体外电脉冲使供、受体细胞融合，然后将重构的融合细胞移植于另外一只苏格兰黑面母山羊的子宫内，该细胞在子宫内进一步分化和发育，最后培育出世界第一头克隆羊“Dolly”。分子生物学分析证明，Dolly的遗传物质来源于雌性芬兰多塞特白面绵羊，其形状与供细胞的白面山羊完全一致。从理论上讲，Dolly的遗传物质可能含有少量来自卵母细胞的胞质中的线粒体，但从量上比较微乎其微，并不影响供者的主要遗传特性。Dolly的诞生是生命科学领域里程碑式的重大技术突破，预示着大规模无性繁殖哺乳动物成为可能。之后，全球而掀起了利用体细胞核移植技术克隆动物的热潮，并使其国际竞争白热化。1998年，英国科学家利用体细胞核移植技术获得转基因克隆羊，2000年又获得同源性基因重组后的克隆羊。中国科学家也先后利用体细胞核移植技术获得克隆牛、山羊等，也在利用体细胞核移植技术将人皮肤成纤维细胞移植于兔卵母细胞中制备人源克隆胚胎方面取得成功。到目前为止，克隆牛、羊、鼠、兔、猪、猴等动物均获得成功，体细胞核移植技术日趋成熟，越来越多的技术人员利用该技术进行优良品系动物、基因修饰动物、遗传性疾病动物模型培育及发育生物、基因功能研究。利用体细胞核移植技术克隆人类的研究因为存在严重的伦理问题，受到严格限制，但以疾病治疗为目的治疗性克隆在一些国家正在进行。治疗性克隆技术路线与体细胞核移植技术克隆动物一致，只是完成体细胞核移植并在体外培育到囊胚阶段为止，不能将胚胎移植到体内去继续分化和发育成个体。治疗性克隆的目的是从体外重构并在实验室内培育出的早期胚胎（囊胚）中获得遗传特性与供细胞者一致的胚胎干细胞，然后用于疾病治疗和相关研究。

哺乳动物的胚胎干细胞体外建系，最早于1981年获得成功，Evans和Kaufman等报道，将已经妊娠2.5天的小鼠卵巢切除，以改变孕鼠的激素水平，从而获得延迟着床的囊胚，体外分离获得内细胞群中的细胞，然后将其饲养于成纤维细胞饲养层上，在培养体系中加入抑制细胞分化的白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF），体外传代培养后建成小鼠ESC细胞系。将小鼠的ESC细胞系接种于同源小鼠皮下后可形成多种类型细胞组成的畸胎瘤，表明具有多向分化潜能。1984—1988年间，Anderews等从睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中培育获得具有多能性的胚胎癌细胞（embronic carcinoma cell），证明胚胎癌细胞在视黄酸的诱导下可分化为神经元样细胞，同时还有一些其他类型的细胞。Pera等于1989年进一步证明，ESC可产生出3个胚层的组织。沿着小鼠ESC体外培养建系的技术路线和方法，美国Wisconsin大学的Thomas和John Hopkins大学的Gearhar于1998年几乎同时报道，分别从临床上体外受精后培育的囊胚内细胞群和妊娠5~9周的流产胎儿生殖脊中分离获得人类胚胎干细胞和胚胎干细胞样细胞并建立细胞系，这些细胞系表达胚胎干细胞的表型标志性分子，接种于免疫缺陷SCID鼠皮下后可长成包含血管、神经、肌肉、腺体、骨等功能细胞的畸胎瘤，证明人类ESC具有多向分化的潜能。人类ESC建系成功是人类胚胎发育和干细胞研究中的重大技术突破。体细胞核移植和人类ESC建系成功为干细胞技术的快速发展奠定了技术基础，提供了研究模型，创建了干细胞的新来源。之后，以色列、澳大利亚、日本、新加坡、中国等也先后从IVF分离获得人胚胎干细胞系，证明人胚胎干细胞在免疫缺陷鼠皮下可长出包含3个胚层组织的畸胎瘤，并在体外诱导胚胎干细胞生成神经细胞、造血细胞、肌肉细胞、胰岛细胞等。2003年中国科学家陈系古、盛惠珍等人建立了人皮肤成纤维细胞与兔卵细胞融合的方法，为人类胚胎干细胞的研究开辟了新的途径。 Massachusetts Advance Cell Technology于2004年报道克隆小鼠的干细胞可通过形成细小血管的心肌细胞修复心衰小鼠的心肌损伤，可以取代40%的瘢痕组织和恢复心肌功能。

美国科学家Thompson实验室的Gurdon和日本京都大学Yamanaka实验室于2007年几乎同时报道，利用病毒载体转基因技术将Oct3/4、Sox2、c-Myc和Kif等转录因子基因导入皮肤成纤维细胞，可诱导其转化为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞，这种细胞在生长形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸胎瘤生成能力、分化潜能等均与胚胎干细胞极为相似，被命名为诱导性干细胞（induced pluripotent stem cell，iPS细胞）。iPS技术的杰出贡献是创建了多能干细胞的新来源，使多能干细胞的获取更容易，方法更简便，可以实现个性化治疗，避免了免疫排斥和获取胚胎干细胞的伦理问题，使胚胎干细胞类细胞的应用向临床推进了一大步。如果说人类胚胎干细胞系的建立是干细胞研究的重大里程碑的话，iPS技术就是一个革命性的技术革新，Gurdon和Yamanaka因此于2012年获诺贝尔生理学或医学奖。中国科学家周琪等于2009年在 Nature杂志发表文章，报道了利用iPS细胞囊胚注射获得具有繁殖能力的小鼠，证明iPS细胞具有全能性。我国科学家邓宏魁等于2013年在 Science杂志上报道，利用小分子化合物组合成功诱导体细胞重编程并获得诱导性多能干细胞，证明该诱导细胞可以重新分化为各种组织器官类型的功能细胞，将其命名为化学诱导的多潜能干细胞（CiPS细胞），该研究开辟了一条全新的体细胞重编程途径。CiPS细胞技术不涉及使用病毒载体和引入基因，可以说是多能干细胞研究的又一重大技术突破，使多能干细胞的获取更容易、更安全。

既然可以人为将成熟体细胞的发育时钟拨回“零点”，重新启动发育过程并发育为完整个体，而从早期胚胎获得的干细胞可以在体外被诱导分化为各种类型的成熟细胞，那么，成体组织是否也存在干细胞呢？回答是肯定的。传统认为，只有某些成体组织中存在干细胞，例如骨髓，但它们只能向所在组织或特定类型的成熟细胞分化，难以打破胚层限制，分化为其他类型的成熟细胞。1999年以来，多个研究小组证实，来自成年动物和人的骨髓、肌肉、中枢神经系统、皮肤、肝、肾、肺、脐带血、脐带、脂肪、胎盘等组织中均有干细胞存在，到目前为止，几乎在成体所有组织中找到了干细胞，证明成人体内的干细胞存在于组织中的特定区域，数量十分稀少，处于休眠状态，组织受损时可被激活，开始分裂。骨髓组织中的干细胞含量最为丰富，被认为是成体的干细胞库，其中含有造血干细胞、间充质干细胞、血管干细胞等，最近还有人从骨髓组织中分离获得胚胎干细胞样细胞。在正常情况下，骨髓组织中的造血干细胞仅占有核细胞的0.1%~0.5%，其中95%处于G0期，分裂方式为不对称分裂，分化后的数量和特性不变。从理论上讲，骨髓造血干细胞的数量是保持不变的，但可能由于病理因素的影响而减少。骨髓造血干细胞具有异质性，在形态和生物物理特征及表面标志上具有“多态性”和“等级性”。目前认为造血干细胞主要表达CD34抗原，常以CD34 ⁺、Thy ⁺（CD90 ⁺），低表达或不表达CD38和HLA-DR及缺乏谱系抗原（Lin ^-）为判定标准，一旦分化为各系原、幼细胞后，CD34抗原消失。骨髓间充质干细胞占单核细胞总数的0.001%~0.01%，并随年龄的增加而减少，出生时骨髓间充质干细胞的比例占有核细胞的万分之一，10岁、30岁、50岁、80岁人群的骨髓间充质干细胞的比例分别为1/10万、1/25万、1/40万、1/200万。Goodell等于1999年发现小鼠肌肉干细胞可以横向分化为血液细胞，这一发现后来被多项实验研究证实，其他组织来源的干细胞也同样具有横向分化功能。对性别错配的肝、肾移植者进行回顾性分析研究发现，移植后的肝、肾组织中有一定数量的受者细胞在组织内分布并分化为肝、肾细胞，推测这类细胞可能是来源于骨髓的干细胞。给全身或局部损伤动物注射干细胞动员剂，骨髓干细胞可进入损伤组织并参与损伤修复。在1999—2000年间，先后有人将来源于骨髓的干细胞移植到脑组织中，发现骨髓干细胞在脑神经组织中转化为神经细胞，同时又将来源于神经组织的干细胞移植到骨髓之中，发现神经干细胞同样可在骨髓中分化、发育成血液细胞。这两个实验结果初步表明，成体组织中的干细胞（组织或成体干细胞）具有跨系、甚至跨胚层分化的能力。后来的一些研究报道证明，成体干细胞的确具有多向分化潜能，可以跨胚层分化为多种类型的功能细胞，干细胞到底向什么方向分化，决定于其所处的组织微环境和分化调控因子。已经证实，骨髓干细胞可横向化成为血液、骨、软骨、成骨、肌肉、神经、肝脏、胰腺、脂肪等多种细胞类型。