干細胞是原始且未特化的細胞，它是未充分分化、具有再生各種組織器官的潛在功能。干細胞存在所有多細胞組織里，能經(jīng)由有絲分裂與分化來分裂成多種的特化細胞，而且可以利用自我更新來提供更多干細胞。干細胞主要具有以下三個特征：
(一)細胞的更新
干細胞能通過有絲分裂產(chǎn)生子代干細胞。干細胞的分裂過程與普通的體細胞有所不同。高等動物的成體干細胞通過不對稱分裂產(chǎn)生非對稱的細胞決定子分割，使得一部分子代獲得維持干細胞狀態(tài)所必需的信息而成為子代干細胞，另外一部分子代細胞則不得不走向分化。也就是說，一個干細胞的后代中，只有一部分子代細胞可能保持與父代細胞相同的干細胞特征，另外一部分則喪失了干細胞的功能。
(二)細胞的多向分化
干細胞是一群非特化、無具體功能的細胞。干細胞的一個根本屬性便是其不擁有任何組織特異性結(jié)構(gòu)，也不產(chǎn)生特定的功能。也就是說，通常條件下干細胞不能像心肌細胞一樣完成泵血功能，也不能像紅細胞一樣完成氧傳遞功能，更不能像神經(jīng)細胞一樣處理神經(jīng)信號。但是，這種非特化的細胞能演變?yōu)槎喾N特化的細胞，形成相應(yīng)的組織，這便是分化。分化是一個復(fù)雜的過程，目前尚未清楚其全部的機制。
(三)干細胞分裂和分化的調(diào)控
干細胞分裂和分化的調(diào)控機制十分復(fù)雜，目前僅對其有初步的了解。干細胞啟動不對稱分裂的調(diào)控機制在于：由外來信號啟動特定因子的自分泌過程，包括細胞不對稱分裂存在的反應(yīng)蛋白、控制基因表達的核內(nèi)因子，干細胞與非干細胞子代細胞的染色體修飾，以及在瞬時擴增過程中控制細胞分裂周期時鐘的啟動因子等。
同時，干細胞的分裂和分化還受諸多外在調(diào)控因素的影響?？刂聘杉毎l(fā)展“命運"的外在因素統(tǒng)稱為干細胞微環(huán)境，即通常所說的生態(tài)位。對于不對稱分裂及群體不對稱分裂的干細胞，生態(tài)位同樣顯得極其重要。這其中涉及干細胞與干細胞之間、干細胞與非干細胞子代細胞之間以及其與周圍細胞之間復(fù)雜的近距及遠程信號作用機制。主要包括多種細胞因子、細胞膜蛋白的信息介導(dǎo)以及整聯(lián)蛋白與細胞外基質(zhì)之間的相互作用。
