干细胞是如何成为再生医学的？

依靠单一干细胞的再生

众所周知，扁形动物中的涡虫有惊人的再生能力，用成体的极小一部分也能再生出一个个体。涡虫是三胚层的动物，其整个个体都能再生，提示了在成体里有多能干细胞的存在，并且参与个体的再生。被放射线照射过的涡虫会失去再生能力，说明在干细胞中包含着对放射线敏感的活跃增殖的细胞群。将这种细胞分离出来，如果将其移植至被放射线照射过的涡虫，可以恢复涡虫再生能力，结合其形态学特点，就可以证明其为多能干细胞这种细胞通常情况下参与成体稳态的维持，可以成为再生或者切断后无性生殖的细胞供给源。但是，一个这样的细胞再生成个体的过程没有自发性，至少要有数百个分化细胞存在才行，所以这种细胞的分化能力只是多能性，而不是全能性。

(1)在涡虫再生过程中，全身的多能干细胞通过再生生成所有种类的细胞(2)水蝗的再生是多个干细胞系统协调作用的结果

依靠多种细胞的再生

从成体的一部分再生成一个个体的现象，通常情况下不是依靠多能干细胞。作为腔肠动物的水媳，通过内胚层和外胚层的各种单层细胞，和这两层细胞之间的神经细胞、棘细胞、分泌细胞、生殖细胞等细胞分化，形成袋状简单构造，可以做到即使是用成体的一部分也可以再生成一个个体：但是，与涡虫不同的是，水蝗的再生并没有可分化成所有细胞的多能干细胞的参与，内胚层就是从内胚层细胞再生而来，外胚层就是从外胚层细胞再生而来：除此之外的细胞则是由预先存在的间质干细胞分化而来：从上例可以看出，个体再生时干细胞系统的具体作用和特点，在各个物种间有很大的差别，

借助去分化的再生

组织进行修复时，也可以通过受损组织或者其附近组织的终末分化细胞暂时的去分化(dedifferentiation),继而生成干细胞而实现：有尾两栖类生物有很强的组织再生能力，例如将上肢从根部切断时，能再生出与原来一模一样的上肢。此时，被切断的断面里存在着称为芽基(blastema)的细胞群，这些细胞能分化成骨骼、肌肉和皮肤等所有构成再生上肢的组织，所以可以认为，在芽基里面存在多能干细胞。那么，这里的多能干细胞是从哪里来的呢？是像涡虫那样预先存在的，还是由终末分化细胞去分化而来的呢？

近年来，随着生物学技术的进步，可以对有尾两栖类生物蝶螺进行基因调控，还可以像小鼠中那样用Cre-loxP进行细胞标记，借以可以探讨参与再生肢体的细胞起源问题。出人意料的是，研究结果显示，这些再生的骨骼、肌肉、皮肤等均来自于受损断端的骨骼、肌肉、皮肤等组织*,这就表明芽基并不是细胞相同的细胞群，而是有不同系统的细胞混合在一起形成的：而且，组织的再生并不借助于多能干细胞，而是通过每个细胞系各自去分化形成单能干细胞，再通过再分化(redifferentiation)生成和原来一样的细胞种类来进行再生，这种方式比涡虫更接近于水蝗。

由终末分化细胞去分化而来的干细胞样的细胞，也可以通过分化成与原来的细胞不同的终末分化细胞来进行受损组织的再生。我们将这一连串的过程称之为转向分化(transdifferentiation),这个过程在有尾两栖类生物赤腹蝶螺的眼球晶状体再生中得到了确认将赤腹蝶蠟的晶状体摘除后，首先引起了部分虹膜色素上皮的去色素化，这是色素上皮去分化的结果：接着，这种去分化细胞开始表达晶体蛋白等晶状体特异的结构蛋白，最终形成晶状体：有研究证实，这个现象有极强的可重复性，即使将同一只赤腹蛛蠟的同一侧眼球反复进行18次的摘除.也能够通过相同的转向分化来进行晶状体的再生翌。同时，转向分化作为一种不必事先准备的干细胞再生模式，也可以称之为通过诱导新的干细胞系统来进行再生的系统。