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通過(guò)將著床前階段的胚胎細(xì)胞轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿的培養(yǎng)基中，通常使用一層小鼠胚胎皮膚細(xì)胞作為飼養(yǎng)層。飼養(yǎng)細(xì)胞為胚胎干細(xì)胞提供了附著位置并且可以釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)到培養(yǎng)基中。

研究人員設(shè)法在沒(méi)有飼養(yǎng)細(xì)胞的情況下培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞以降低危害風(fēng)險(xiǎn)，例如病毒感染。雖然這種方法生成胚胎干細(xì)胞系的過(guò)程有些低效，但如果鋪板的細(xì)胞存活，分裂，而且增殖足以覆蓋培養(yǎng)皿的表面，那么就可以輕輕地將它們移入幾個(gè)新的培養(yǎng)皿中進(jìn)行擴(kuò)增。當(dāng)在細(xì)胞培養(yǎng)中增殖很長(zhǎng)一段時(shí)間而沒(méi)有分化而且也保留了多能性，那么胚胎干細(xì)胞就可以被看作是一種細(xì)胞系。

只要胚胎干細(xì)胞在合適的條件下生長(zhǎng)，它們可以持續(xù)保持未分化狀態(tài)。條件不適時(shí)培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凝集或擬胚體的形成，而且會(huì)自發(fā)分化。雖然自發(fā)分化暗示培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞是健康的，但是如果它們是作為一種特定細(xì)胞來(lái)源的話(huà)，這即代表了定向分化的失敗。

為了產(chǎn)生特定的細(xì)胞類(lèi)型，必須控制胚胎干細(xì)胞的分化。這可以通過(guò)許多方法實(shí)現(xiàn)，比如，改變培養(yǎng)基成分、改變培養(yǎng)皿的表面性質(zhì)、或者通過(guò)導(dǎo)入特定的基因修飾細(xì)胞。

成體干細(xì)胞只有有限的分裂能力，它們?cè)谡＝M織中的低分裂頻率使得大量獲得目的細(xì)胞成為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。