Stammzellen können sich ständig erneuern und sich zu einem oder mehreren spezifischen Zelltypen verändern. Angesichts der "Fähigkeit" von Stammzellen, alle Arten von Zellen in einem erwachsenen Körper zu verändern, haben sie vielversprechend eine unendliche Quelle von "Lagerstellen" für menschliche Gewebe und Organe zu ersetzen.
Um herauszufinden, warum Stammzellen so „veränderlich" sind, müssen wir uns die Unterschiede zwischen den verschiedenen Zellen ansehen. Im menschlichen Körper gibt es eine Vielzahl von Zellen, wie Nervenzellen im Gehirn, Leberzellen in der Leber, Herz-Myozellen im Herzen, weißen Blutkörperchen und so weiter. Sie unterscheiden sich nicht nur in ihrer Funktion, sondern auch in ihrer Äußerlichen Form. Wenn man in die Zelle „bohrt" und „schaut", findet man, dass in verschiedenen Zellen die Arten von Proteinen verschieden sind. Da alle Lebensaktivitäten spezifisch von Proteinen „durchführt" werden, bestimmt der Typ des Proteins in jeder Zelle nicht nur die Struktur dieser Zelle, sondern auch ihre Funktion.
Wenn man Proteine mit einem Telegramm vergleichen kann, dann ist die DNA der geheime Code, der den Inhalt des Telegramms bestimmt. Da die Proteine unterschiedlich in den einzelnen Zellen synthetisiert werden, ist ihre DNA auch unterschiedlich? Die Antwort könnte Sie überraschen: Die DNA ist in allen verschiedenen Zelltypen identisch, d.h. jede Zelle trägt einen vollständigen „Code". Da jede Zelle den genetischen Code für alle Arten von Proteinen hat, warum gibt es dann so viele Zellen mit verschiedenen Proteinsorten?
Das Geheimnis ist, dass keine Zelle alle Passwörter verwenden kann, sondern Sie verwenden diesen Teil des Passwörters und ich benutze den anderen. Aufgrund der unterschiedlichen Passwörter sind die synthetisierten Proteine unterschiedlich und die Zellen, die diese Proteine enthalten, sind natürlich auch unterschiedlich. Also theoretisch, wenn man die Code, die zwei Arten von Zellen verwenden, abgleichen kann, kann eine Zelle in eine andere verwandelt werden. Im Gegensatz zu diesen Zellen sind Stammzellen eine Zelle, die sich im "Standby" befindet. Sie können sich bei Bedarf zu bestimmten Zelltypen verändern. Von der gleichen Art von Zellen in mehr als zwei Arten von Zellen wird als Differenzierung bezeichnet, wie z. B. befruchtetes Ei in Leberzellen, Herzmuskelzellen und so weiter ist Differenzierung.
Die Beziehung zwischen ihnen kann mit einer Bildmetapher veranschaulicht werden: Zellen sind wie ein Restaurant, Proteine in Zellen sind wie Gerichte, die in einem Restaurant zubereitet werden, und DNA ist das Rezept. In jeder Zelle jedes Lebewesen gibt es Rezepte für alle Gerichte, die nur in kleinen Teilen zubereitet werden, und die meisten Gerichte sind noch zu entwickeln. Die Stammzellen können jederzeit zu einem neuen Gericht gemacht werden, je nach Bedarf.
Im menschlichen Körper können Stammzellen nur unter normalen Umständen beschädigte oder abgestorbene Zellen ersetzen, und unter vielen Krankheitszuständen werden sie "schrumpfen" und können ihre Reparaturfunktion nicht vollständig ausführen. Darüber hinaus hat der menschliche Körper strenge Regeln für die Zellteilung, jede Art von Zelle kann nur die ihr zugewiesene Arbeit erledigen, und es ist nicht erlaubt, sich in die Arbeit anderer Zellen einzumischen. Im menschlichen Ohr gibt es nur wenige tausend Hörzellen. Wenn einige von ihnen beschädigt sind, können sie die Arbeit der Hörzellen nicht ersetzen, obwohl es Zehntausende von anderen Zellen um sie herum gibt, und das Gehör des Menschen sinkt. Die Stammzelltechnologie ist es, die Grenzen zwischen den Zellen zu brechen, die nicht ersetzt werden können, so dass Stammzellen zu einem „allmächtigen Athleten" werden, der jede Art von beschädigten oder toten Zellen ersetzen kann.
Eine Möglichkeit besteht darin, vorhandene Stammzellen zu extrahieren, sie unter künstlichen Kulturbedingungen zu vermehren und sie dann unter verschiedenen Kulturbedingungen zu den Zellen zu „induzieren", die wir brauchen. Jetzt können menschliche Stammzellen aus frühen Embryonen, Amniotika, Nabelschnurblut, Knochenmark, Thymus, Haut, Dünndarm, Gehirn, Augen, Bauchspeicheldrüse, Leber, Fett, Muskeln und anderen Orten gewonnen werden. Die Anzahl der vorhandenen Stammzellen ist jedoch begrenzt und die Isolierung und Extraktion ist schwieriger.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, haben die Wissenschaftler einen anderen Weg gefunden, um Stammzellen aus bereits differenzierten Zellen zu „herstellen". Im Jahr 2005 hat Shinya Yamanaka vom Institut für Regenerative Medizin der Kyoto-Universität in Japan mit Hilfe von Retroviren vier Gene in die Hautzellen von Mäusen transportiert, die nach dem Erhalt von fremden Genen in pluripotente Stammzellen wurden. Im Jahr 2007 haben Forscher des Laboratoriums von James Thomson und Nobuya Yamanaka an der Universität von Wisconsin die menschlichen Hautzellen in Stammzellen verwandelt. Mit Geden erhielt er den Nobelpreis für Physiologie und Medizin 2012.