《Stem Cells》期刊是第一份专门报道前沿干细胞研究并且得到同行评鉴的期刊，为了庆祝本期刊创刊30周年，我们暂停脚步回顾一下本期刊在过去30年内取得的进展。为此，我们将针对推动干细胞生物学发展的10大最引人注目的研究发现发表一下我们的观点。随着新数据递增的速度越来越快，在最近几年大量的干细胞研究进展不断涌现，但是我们并不认为干细胞生物学是一门新生的科学。干细胞的概念最早出现在科学文献中则要追溯于1868年Haeckel提出的用来描述一种负责产生很多种类型的新细胞来修复身体的未特化或者说未分化的细胞的“stamzelle”概念，从这种意义上来说，干细胞概念已经存在了很长时间，但是获得支持这种理论的铁证则花了很多年。直到20世纪六十年代，James Till和 Ernest McCulloch的研究给我们提供了干细胞存在的证据，而在20世纪六十至七十年代获得胚胎癌性细胞和1981年首先获得小鼠胚胎干细胞之前，成体或组织特异性干细胞是人们唯一知道的干细胞类型。《Stem Cells》期刊第一期是1981年发表的，因此一点也不用奇怪这期论文主要研究造血祖细胞。近几年，人们开发出诱导性多功能干细胞，这是一个多产的研究领域，在过去5年，发表在《Stem Cells》期刊和其他期刊上的论文数量就能证明这一点。读者将注意到在这期特刊中有很多文章跟诱导性多功能干细胞相关，然而这只是反应出研究人员当前对该话题表现出的浓厚兴趣，而并不是我们蓄意地企图忽视干细胞研究的其他领域。

1. 跟从血液研究：发现和分离成体干细胞

1963年，James Till和Ernest McCulloch在总结他们早期研究时发现有限数目的骨髓细胞能够在接受放疗的宿主脾脏中产生类红细胞(erythroid cell)和髓样细胞(myeloid cell)克隆集落，这是第一次证实造血干细胞(haematopoietic stem cell, HSC)的存在。20世纪八十年代，利用开发出来的流式细胞仪允许研究人员从骨髓中富集造血干细胞，因此也是《Stem Cells》期刊历史上第一次主要突破。

2.首次发现小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cell, mESC)

1964年，Martin Evans、Matthew Kaufmann和Gail Martin的研究是多能性细胞研究的一次巨大的进步，因为它提供看似稳定和永生的细胞系，这些细胞系不像来自癌症中发生转化的永生细胞系。直到获得小鼠胚胎干细胞的时候，多能性的概念，即单个细胞类型分化为多种其他类型的细胞，还是比较新的概念。这种概念是与在对畸胎瘤(teratocarcinoma)详细组织学研究中提出的理论命题即干细胞负责组织修复同时出现的。畸胎瘤是由随机分布在体组织中的看似未分化的细胞组成的肿瘤。在同一年，Lewis Kleinsmith和Barry Pierce第一次开发出条件分离和培养这些细胞，将它们称为“胚胎癌性细胞(embryonal carcinoma cell)”。他们第一次表明人们可能分离出小鼠胚泡(blastocyst)阶段胚胎的内细胞团(inner cell mass, ICM)，并诱导这些细胞存活和发育成能够作为细胞系培养的细胞集落。但是因为几个研究小组都不能成功地培养来自内细胞团的细胞，要实现这点相当地困难。

直到20世纪七十年代，我们了解到小鼠胚胎在子宫外至少能够完成它们的一些发育阶段以及滋养外胚层(trophectoderm)细胞在内细胞团不存在下能够增殖，但是独立培养内细胞团的所有尝试都失败了。直到Michael Sherman观察到加入含有10%加热失活的胎牛血清的富集培养基促进90%的小鼠胚泡从透明带(zona pellucida)中孵化出来并附着到培养皿上，但是他不能阻止内细胞团发生分化。尽管内细胞团细胞在培养中发生扩增导致滋养层细胞(trophoblast cell)过度生长，但是它们似乎主要分化为上皮细胞。Evans和 Kaufmann采取下面的方法解决了这个问题：通过在内细胞团细胞开始发育为卵圆筒(egg cylinder)类似的结构时将它们移除然后将它们解散为单细胞悬浮液，再把这些细胞转移到辐射照射后的成纤维细胞上，形成的细胞集落形态上类似于胚胎癌性细胞培养时出现的情形。Evans将这些细胞称作小鼠胚胎干细胞，不同于胚胎癌性细胞的是，它们有正常的核型，而且在没有饲养成纤维细胞存在时进行培养则能够产生类胚胎体(embryoid body)。小鼠胚胎干细胞获得成功的一个主要因素是加入白血病抑制因子(leukaemia inhibitory factor, LIF)到小鼠胚胎干细胞培养基中阻止它们分化，并允许它们在不含饲养层的条件下进行培养。

3. 复制基因组——开发哺乳动物克隆技术

没有人可能立刻想到要把哺乳动物克隆技术作为干细胞相关的话题，但是让体细胞基因组产生表观遗传学可塑性——这也是克隆技术的关键性基础——可以告诉我们很多关于多能性的分子基础方面的知识。该技术也可能作为一种可行的方法为单个病人产生胚胎干细胞，而大量来自克隆实验的数据能够改善重编程体细胞的技术，因此将克隆技术列为我们的列表当中。

Briggs和King等证实体细胞核转移(somatic cell nuclear transfer, SCNT)能够用来克隆青蛙。利用来自美洲豹蛙(Rana pipiens)的卵母细胞和供者细胞核，他们发现“重建”的胚胎能够至少发育至早期卵裂期，在一些实验中还能发育至蝌蚪阶段。Gurdon等利用来自蝌蚪的肠道细胞证实已分化的体细胞能够产生有活力的胚胎。相反，在哺乳动物中开展体细胞核转移研究更加困难，多年来人们相信成年脊椎动物只是太特化了而不能退回到全能状态。然而，1996年“多利(Dolly)”羊的成功克隆决定性地反驳了这种观点。科学家将来自芬兰多塞特母羊的乳腺上皮细胞与来自一个不同供者羊的去核卵母细胞融合而克隆出多利羊。如今，很多研究表明体细胞核转移在许多哺乳动物中是可行的。

4. 人胚胎干细胞(human embryonic stem cell, hESC)

在发现小鼠胚胎干细胞之后，科学家并没有快速地获得人胚胎干细胞，当美国威斯康星大学James Thomson报道他首次获得的5种人胚胎干细胞系时它花费了17年。体外受精产生的新鲜或冻存的早期卵裂期人胚胎是由个人捐赠的，在获得知情同意后用于临床目的。他将胚胎培养到胚泡阶段，分离出14个内细胞团，从5个独立的胚胎中获得5种人胚胎干细胞系。Thomson等所用的方法实际上非常类似于Evans在获得小鼠胚胎干细胞上所采用的方法。最早描述Thomson等构建出的5种人胚胎干细胞系的文章发表在1998年11月6日那期《科学》杂志上，文章名为《从人胚泡中获得的胚胎干细胞系》(Embryonicstem cell lines derived from human blastocysts)。

5. 当好细胞变坏时——提出肿瘤干细胞(cancer stem cell)概念

人们一直在开发杀死形成恶性肿瘤的癌细胞的方法，但是复发一直是一个问题，尤其是原发性肿瘤会运行到较远的地方产生转移肿瘤。解释这些现象的一种观点是存在能够再生原发性肿瘤中存在的所有已分化细胞类型的致瘤性干细胞(tumorigenic stem cell)。大多数化疗治疗策略杀死可复制的已分化细胞——它们形成肿瘤块中大部分——但是可能不能杀死所有假定中的数量稀少的静止肿瘤干细胞。如果肿瘤干细胞拥有类似于非致瘤性干细胞的自我更新和增殖的特征，它将产生全新的肿瘤。支持肿瘤干细胞假说的关键研究论文来自John Dick实验室1997年所做的研究：John Dick和Dominique Bonnet证实一种分离的细胞类型能够启动急性骨髓样白血病(acute myeloid leukaemia)产生。这些细胞是特定的CD34+ CD38-，类似于正常的造血祖细胞，这就暗示是正常原始细胞类型而不是更加特化的造血细胞类型造成白血病转化。