ESC
ESC（Embryonic Stem Cells，胚胎干细胞）是源自早期胚胎（囊胚期）内细胞团（ICM）的一类具有多能性（Pluripotency）的原始干细胞。它们在理论上具有无限自我更新的能力，并能分化为机体所有三个胚层（外胚层、中胚层、内胚层）的任何细胞类型。尽管 iPSC 技术规避了 ESC 的伦理争议，但 ESC 仍被视为评估细胞多能性的生物学“金标准”。在临床转化中，解决 ESC 的异体免疫排斥及致瘤性风险是开发相关细胞药物（如帕金森病治疗、RPE细胞修复）的核心 CMC 挑战。
[Image of Blastocyst structure showing Inner Cell Mass]
生物学特性与“金标准”地位
ESC 被认为是再生医学的基石，其独特的生物学特性定义了“干细胞”的最高标准：
- 发育全能性 (Developmental Plasticity)： ESC 可以分化为人体 200 多种细胞类型中的任何一种（如神经元、心肌细胞、胰岛β细胞）。体内验证实验是注射到免疫缺陷小鼠体内形成畸胎瘤，这是证明细胞多能性的“金标准”。
- 无限自我更新： 在维持未分化状态下，ESC 具有端粒酶高活性，能进行无限次的细胞分裂而不发生复制性衰老，这使其成为理想的“细胞工厂”种子。
- 表观遗传基态： 与 iPSC 相比，ESC 保留了最自然的表观遗传修饰模式，没有重编程过程中可能残留的体细胞“表观遗传记忆”（Epigenetic Memory）。
细胞分化潜能层级对比
| 分化等级 | 代表细胞 | 定义特征 |
|---|---|---|
| 全能性 (Totipotent) | 受精卵 (Zygote) | 能发育成完整个体（含胎盘等胚外组织） |
| 多能性 (Pluripotent) | ESC, iPSC | 能分化为所有体细胞，但不能发育成完整个体 |
| 多潜能性 (Multipotent) | MSC, HSC | 仅能分化为特定谱系（如骨、软骨、脂肪） |
| 单能性 (Unipotent) | 成纤维细胞 | 只能分裂产生同类细胞 |
临床应用的阻碍与突围
尽管 ESC 潜力巨大，但其直接临床应用面临两大现实障碍。目前的解决方案倾向于结合基因编辑技术：
- 免疫排斥： 几乎所有的 ESC 细胞系对患者来说都是异体的。
对策： 建立庞大的 HLA 配型单倍体 ESC 库，或利用 CRISPR 敲除 B2M 构建“通用型”ESC。 - 伦理限制： 获取 ESC 通常涉及破坏早期人类胚胎。
对策： 欧美国家严格限制联邦资金资助新的 ESC 细胞系建立，这在客观上加速了 iPSC 的替代进程。但在视网膜黄斑变性等免疫豁免部位的治疗中，ESC 衍生的 RPE 细胞仍处于临床前沿。
参考文献与学术点评
[1] Thomson J A, et al. (1998). Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science.
[学术点评]：划时代的文献，首次成功分离并建立了人类胚胎干细胞系，开启了现代再生医学的大门。
[2] Murry C E, Keller G. (2008). Differentiation of embryonic stem cells to clinically relevant populations. Cell.
[学术点评]：详细综述了将 ESC 定向分化为心肌、神经、造血细胞的信号通路，是分化方案设计的必读指南。
[3] Evans M J, Kaufman M H. (1981). Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos. Nature.
[学术点评]：在小鼠模型中首次分离 ESC，为后来的基因打靶（Gene Targeting）和转基因动物模型奠定了基础，获诺贝尔奖。