幹細胞 (Stem Cells) 來自人類的胚胎、骨髓、臍帶血及周邊血液，一般的定義為具有「自我增生(self-renew)」和獨立分化潛力的細胞，可分裂增殖成另一個與本身完全相同的細胞，以及分化成多種不同特定功能的細胞，在人體上扮演關鍵性角色，包括組織及器官的細胞更新、受傷修復等重責大任。
幹細胞「往下分化或其他細胞」的未分化細胞，以分化的能力可分為：(1)全能幹細胞(Totipotent)，如受精卵；(2)萬能幹細胞(Pluripotent)，；(3)多能幹細胞(Multipotent)，如造血幹細胞(HSC)和間質幹細胞(MSC)；目前使用最多年和最成熟的幹細胞是造血幹細胞，而近年來最熱門被研究和討論的是間質幹細胞
幹細胞可在不同周遭微環境的刺激下，分化出三個胚層型態的細胞，進而分化成身體各種組織與器官的組成細胞。
依幹細胞分化能力分為：
幹細胞類型 |
分化能力 |
舉例 |
| 全能幹細胞
(Totipotent stem cell) |
具有發展成所有細胞型態及獨立個體的分化潛能 | 受精卵 |
| 萬能幹細胞
(Pluripotent stem cell) |
無法從一個細胞發育成一個獨立的個體，具有分化成近乎所有細胞型態 (羊膜囊與胎盤除外)的能力 | 胚胎幹細胞 |
| 多能幹細胞
(Multipotent stem cell) |
具有能分化成特定組織或細胞族群的能力 | 間質幹細胞、造血幹細胞 |
| 單能幹細胞
(Unipotent stem cell) |
僅能分化成單一特定細胞，並還具有幹細胞自我更新的能力 | 肌肉中的成肌細胞、淋巴幹細胞、毛囊幹細胞等 |
依幹細胞來源分為：
幹細胞類型 |
來源 |
備註 |
| 胚胎幹細胞
(Embryonic stem cells) |
通常來自受精卵發育成胚胎 (blastocyst) 後的內細胞團 (inner cell mass)， | 具有強大的再生及分化潛能，屬於萬能性幹細胞，幾乎可以轉換成任何細胞，但缺點是其來源必須由胚胎取得，於倫理道德上仍有爭議。 |
| 成體幹細胞
(Adult stem cells) |
周邊血、骨髓、脂肪等都是重要來源 | 具有相當程度的再生及分化能力，屬於多能幹細胞，由於容易取得，目前是主要的研究對象，主要又可被分為間質幹細胞 (Mesenchymal stem cells, MSCs) 和造血幹細胞 (Hematopoietic stem cells, HSCs) |
| 誘導型多功能幹細胞
(Induced pluripotent stem cells, iPSCs) |
將成體細胞以基因修改或趨化因子誘導成類似胚胎幹細胞的一種方式 | 此方式可能引起基因突變導致致癌性及免疫生成性的風險，因此臨床應用上仍有需要克服的問題。 |
由於萬能幹細胞、全能幹細胞的取得十分不易，且有道德上疑慮 (目前尚未有國家開放胚胎幹細胞作為臨床治療使用)，因此近年來，多能幹細胞中的間質幹細胞 (MSC)，成為眾多基礎研究的主要對象，其研究範圍除了再生醫學，也包含組織工程 (Tissue Engineering)、減緩移植物抗宿主反應、細胞療法 (Cell Therapy)，以及提升細胞治療成效等，目前幹細胞治療的研究中，間質幹細胞可幫助的疾病包括帕金森氏症 (PD)、阿茲海默症 (AD)、脊椎創傷、肝硬化等疾病。
間質幹細胞 (Mesenchymal Stem Cell，簡稱MSC) 是多功能的幹細胞，源於胎兒早期發育之胚層中，具有高度自我增生及多向分化的能力，可分化為神經細胞、骨骼細胞、脂肪細胞、肝臟細胞等。當人體體內組織受損時，間質幹細胞能進行修復，改善目前束手無策的重大疾病，對於抗衰的成效，也部分落實在實際的應用層面。
間質幹細胞具有以下幾項優勢：
1.較易取得：間質幹細胞的取得來源較多，且分離相對容易。
2.分化能力：間質幹細胞培養速度快，可分化成人體內多數器官組織及細胞，如脂肪細胞、硬骨細胞以及軟骨細胞。
3.可體外培養：間質幹細胞具黏附特質，可於體外培養時貼附於塑膠培養皿上。
4.免疫調節作用與抑制能力高：研究證明，其免疫調節能力可有效降低異常免疫反應。
5.相斥性低：間質幹細胞的抗原性比其他幹細胞小，臨床運用時，不需在移植前先經過配對。亦不易引起移植物抗宿主病，寶寶及家人均可使用。
間質幹細胞的應用：
1.體外細胞分化 (in vitro differentiation potential)
間質幹細胞不僅能分化出內胚層特定的組織與器官，近年來科學家透過基因調控 (轉錄因子) 與細胞培養環境 (生長激素)調控等方式，亦成功達到跨胚層分化。自2009年起，如 Naghdi 團隊成功利用富含 HGF, EGF 等生長因子培養液，刺激間質幹細胞分化成神經細胞；Hang 團隊則利用大量表現轉錄因子 HNF4A，促進間質幹細胞分化成肝臟細胞，且該肝臟細胞在動物實驗中證實具有治療肝臟受損之能力。
2.免疫調控 (Immune Modulation)
為了讓間質幹細胞廣泛應用於細胞治療與細胞移植等臨床使用，探討其免疫調控能力有助於該領域的進展。現今研究指出，間質幹細胞因缺乏表現 MHC Class I 等表面抗原而使其可躲避殺手細胞 (NK Cells) 的攻擊，並藉由釋放LIF (Leukaemia Inhibitory Factor) 以及IFN (Interferon) 進行免疫調節，以上特性為間質幹細胞成為細胞移植首選的主要原因。
3.慢性疾病治療 (Chronic Disease Treatments)
考量間質幹細胞具有分化潛力，分泌抗發炎因子與免疫調節等能力，研究上有三種類型的慢性疾病將之當作重要的治療用細胞，包含：
4.神經退化性疾病 (Neurodegenerative Disease)
透過體外培養誘導間質幹細胞分化成神經細胞，並植入動物體內，結果證實可有效改善動物行動不便與提升整體存活率。Mazzini 等團隊更利用間質幹細胞，治療模擬漸凍人 (ALS) 症狀的動物，發現其脊隨不正常的結構狀況改變並伴隨大量細胞增生。其他神經退化性疾病，如阿茲海默氏症 (AD) 與帕金森氏症 (PD)，也可看到相同的結果，間質幹細胞在注射後，會自主移動到腦部受損的海馬迴或皮質等區域，促進修補酵素的生成與細胞增生達到降低細胞損傷的能力，修補神經細胞執行正常功能。
5.自體免疫性疾病 (Autoimmune Diseases)
Gonzalez 等團隊證實間質幹細胞可藉由分泌 IL-10 控制自體T細胞免疫反應達到降低類風溼性關節炎的症狀。此外，在第一型糖尿病動物模式中，也可看到間質幹細胞不僅可以分化成胰島素產生細胞，並可調節降低自體細胞攻擊 ß-cell 的能力。
6.心血管疾病 (Cardiovascular Diseases)
shake 等團隊證實在動物體內植入間質幹細胞可有效降低心肌梗塞面積並改善心肌的收縮能力。
參考資料：認識間質幹細胞
http://www.meridigen.com/zh-TW/mensenchymal_stem_cell/index#tab_12