干細胞(stem cell)既能不斷增殖更新自身，并保持著全能分化的特性，又可產(chǎn)生各種分化類型的子代細胞。干細胞可以分成三類：①胚胎干細胞(embryonicstem cell)，又稱全能干細胞(totipotent stem cell)。受精卵分裂生成的卵裂球就是全能干細胞，能夠產(chǎn)生各種細胞直到發(fā)育成為一個體。②多能干細胞(pluripotentstem cell)。例如內(nèi)細胞團的一些細胞。這類細胞的發(fā)育命運已經(jīng)定向，如將發(fā)育成內(nèi)胚層、外胚層或中胚層等不同胚層，因此，多能干細胞可以產(chǎn)生定向為某一胚層的各種類型的細胞，如發(fā)育成中胚層的多能干細胞可以產(chǎn)生結締組織、心肌、淋巴結等，但不能產(chǎn)生其他屬于外胚層來源或內(nèi)胚層來源的細胞，所以不能說是全能的。③多效干細胞(multipotent stem cell)。這類細胞能夠產(chǎn)生具有專一功能的各種細胞。例如，人體每天要更新1 000億(1011)個血細胞和小腸細胞，以及約1．5g表皮細胞，這些細胞是由能分化產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板的造血干細胞以及產(chǎn)生各種類型的皮膚細胞的皮膚干細胞所生成的。這類干細胞即是多效干細胞。
不同類型的干細胞的劃分并不是絕對的，而是在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換的。1968年John Gordon和他的同事們用爪蟾(Xenopus)作核移植試驗，證明已分化的細胞的細胞核有的仍能保持全能性。他們把蝌蚪的小腸壁細胞的細胞核移植到去除了細胞核的卵細胞里，供體細胞核只有1個核仁而不是通常的2個核仁，這個遺傳標記可以很清楚地區(qū)分出供體細胞和受體細胞。結果在726個移植的細胞核中有10個(占1．4％)使得重建的卵細胞發(fā)育成蝌蚪。這表明蝌蚪的腸壁細胞核仍有一些保持著能產(chǎn)生神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)、造血系統(tǒng)等各種類型細胞的能力，直到形成一個完整的蝌蚪。換句話說，在一定條件下，已分化的細胞的細胞核可以實現(xiàn)重新編程(reprogrammmg)的過程獲得全能發(fā)育的特性。30年后，在哺乳動物個體的體細胞克隆實驗中也獲得了證明。