胚胎幹細胞系 (ES 細胞系) 是從胚泡或更早的桑椹期胚胎內細胞團 (ICM) epiblast 組織細胞的文化。囊胚是早期胚胎 — — 大約四、 五天舊人類和包括 50–150 細胞。胚胎幹細胞是多能幹，與所有金融衍生品的三個主要胚層的開發過程中會產生： 外胚層、 內胚層、 中胚層。換句話說，他們可以發展到 200 多個儲存格的每個類型的成人身體時給予足夠的和必要的刺激，為特定的儲存格類型。他們並不參與 extra-embryonic 膜或胎盤。
幾乎所有的研究，到目前為止已使用小鼠胚胎幹細胞 (mES) 或人類胚胎幹細胞 (上帝) 的地方。都有基本的幹細胞特性，然而，他們需要非常不同的環境，以便保持未分化的狀態。小鼠胚胎幹細胞生長在一層的明膠和要求存在的白血病抑制因數 (LIF)。人類胚胎幹細胞滋養層的小鼠胚胎成纖維細胞 （MEFs） 上種植，並要求存在的鹼性成纖維細胞生長因數 (bFGF 或 FGF-2)。無優化培養條件或遺傳操縱，胚胎幹細胞迅速區分開來。
用於生成胚胎幹細胞培養技術。溫思 (© 2001年特裡斯勞，凱特琳 Duckwall)
人類胚胎幹細胞也是由幾個轉錄因數和細胞表面蛋白的存在而定義的。轉錄因數 Oct-4，Nanog 和 Sox2 形成核心監管網路，以確保導致分化的基因的抑制和潛能的維護。最常用來標識住戶開支統計調查細胞的細胞表面抗原是糖脂 SSEA3、 SSEA4 和 keratan 的硫酸抗原 Tra-1-60 和 Tra-1-81。幹細胞的分子定義包括許多更多蛋白質，並繼續研究的課題。
經過近十年的研究，沒有核准使用胚胎幹細胞的治療。人類首次審判 2009 年 1 月由美國食品及藥物管理局批准。胚胎幹細胞，被多能幹細胞，需要正確的分化-特定信號，如果直接注入另一機構、 胚胎幹細胞會分化為許多不同類型的細胞，導致畸胎瘤。為可用同時避免移植後排斥反應的細胞分化胚胎幹細胞是胚胎幹細胞研究人員仍然面臨的障礙的幾個。目前，許多國家都有對胚胎幹細胞研究或生產新的胚胎幹細胞系的暫停。由於無限的擴張與潛能的綜合能力，胚胎幹細胞仍然後受傷或疾病的再生醫學與組織置換理論上潛在來源。
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