Каждое проявление деятельности целого организма, будь то реакция на раздражение или движение, иммунные реакции и многое другое, осуществляется специализированными клетками. Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли специализированных клеток, объединенных в целостные, интегрированные системы тканей и органов, подчиненные и связанные межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции. Ключевым моментом гистогенеза является их дифференцировка.
Дифференцировка — это последовательное изменение структуры и функции клетки, которое обусловлено генетической программой развития и приводит к образованию высокоспециализированных клеток.
Все клетки многоклеточного организма развиваются из одной клетки — зиготы (тотипетентная клетка). Последующие клетки (плюрипотентные клетки) способны давать начало не всем, но многим разным видам клеток. По мере дальнейшего эмбрионального развития происходит еще большее сужение потентности.
Одни из стволовых клеток формально остаются полипотентными: могут развиваться в разные виды клеток.
Дифференцировка приводит к образованию дифферонов.
Дифферон — это совокупность клеточных форм, от стволовой клетки до высокодифференцированных, составляющих определенную линию дифференцировки.
В тех случаях, когда в диффероне постоянно происходит процесс дифференцировки (как, например, в эпидермисе), устанавливается стационарное состояние: каждая клеточная форма дифферона образуется с такой же скоростью, с какой происходит ее убыль. Для поддержания такого состояния необходимо, чтобы стволовые клетки не только регулярно вступали в дифференцировку, но и постоянно пополняли свой запас. Нередко говорят не о двух типах делений, а о двух типах потомков, образующихся при делениях стволовых клеток: одни потомки сохраняют свойства стволовых клеток, другие - вступают в процесс дифференцировки. Такая способность обозначается, как способность к самоподдержанию. Это одно из ключевых свойств стволовых клеток.
Есть искусственные и эмбриональные стволовые клетки, они похожи друг на друга.
При одинаковом генетическом наборе отличия между эмбриональными и индуцированными стволовыми клетками весьма невелики.
Исследователи доказали: если в зрелой, специализированной клетке, изменив активность всего четырёх генов, она превратится в эмбриональную стволовую клетку и с помощью разных регуляторных белков её развитие можно направить в определенный тип клеток.
По словам исследователей, индуцированные (искуственные) стволовые клетки по существенным признакам не отличались от эмбриональных. А те отличия, которые всё-таки имелись, были не слишком велики и возникли из-за случайных факторов.