然而胚胎幹細胞從它來到世上這一天開始，就無可避免地麵臨身世的尷尬和倫理的問題。胚胎幹細胞研究的倫理問題涉及兩個基本的道德原則：一是避免或減輕人類痛苦的原則；二是尊重人類生命價值的原則。這兩者的核心是如何看待人類胚胎的道德地位。英國牛津大學倫理學院教授朱利安·薩烏雷斯古接受采訪時表示：“這樣的實驗方式，給人類胚胎幹細胞研究在倫理、道德上帶來諸多爭議，有人認為這種做法相當於殘害生命。這在很大程度上影響了胚胎幹細胞研究的發展。”2001年8月，美國總統布什簽署總統令，禁止聯邦資金用於提取胚胎幹細胞及其研究，隻能對當時已有的21種胚胎幹細胞展開研究，致使美國的胚胎幹細胞研究一度跌入低穀。而當奧巴馬總統上任後，在2009年3月9日簽署總統令，宣布擴大聯邦資金用於胚胎幹細胞的研究。最早的人類胚胎幹細胞取自於試管嬰兒治療過程中廢棄的人類體外受精的受精卵，它既不能用於移植，又不能用於冷凍保存，屬於醫療垃圾，如果不用於胚胎幹細胞研究也會被拋棄。並且研究者都清楚地告知病人，與他們簽署知情同意書，充分做好了研究前的倫理準備。由於民族宗教等的不同，世界各國對胚胎幹細胞研究的管理也不同：日本、巴西、瑞士、加拿大、澳大利亞等國允許使用體外受精丟棄的受精卵獲取胚胎幹細胞；中國、韓國、印度、以色列、新加坡允許治療性克隆的研究；英國不但允許治療性克隆，還允許在嚴格管理和監控下的生殖性克隆；美國則尚無定論。麵對迅猛發展的胚胎幹細胞研究，倫理問題確實是一個亟待解決的問題，但相信聰明的人類一定會在這中間尋找到一個平衡點。
人胚胎幹細胞係可以分化為人體任何一種細胞並應用於移植，為多種困擾人類的疾病提供了全新治療途徑，即使目前人們的意見不統一，在倫理問題上爭論不休，但仍無法阻擋幹細胞研究的浪潮。
器官移植的難題主要是供體的嚴重不足和免疫排斥反應，試想我們取來自患者自身的成體細胞經誘導多功能幹細胞技術後，將成體細胞轉變為多功能幹細胞，多功能幹細胞經刺激後可發展為特化的細胞，使其替代患病的細胞和組織，並且避免了免疫排斥反應，從而治療諸如帕金森氏病、脊髓損傷、中風、燒傷、心髒病、糖尿病、骨關節炎和類風濕性關節炎等各類疾病。人們不再需要翹首期盼供體器官，不再需要為排斥反應而焦慮發愁，這將是多麼大的福音！
生命可以逆轉首先是英國的約翰·戈登發現的。1962年，他的一項經典實驗，用青蛙成熟腸細胞的細胞核替換卵細胞的細胞核，這個改變了的卵細胞最終發育成為一隻正常的蝌蚪。這就是生命的逆轉，或讓生命重新活一回，因為定性、定型的成熟細胞的DNA仍含有發育成一個生命所需的全部遺傳信息。40多年後，日本的山中伸彌用四個基因讓成熟的體細胞又回到幹細胞的多能性的原點，通過這一技術，可在同一個體上將較容易獲得的成體細胞，如皮膚細胞，轉變成另一種較難獲得的細胞類型，如多功能幹細胞、神經細胞。
說到誘導多能幹細胞，就不得不提山中伸彌這位在科研道路上反其道而行的幸運兒。山中伸彌是1962年出生於日本大阪府的日本醫學家，就職於京都大學再生醫科研究所，是幹細胞生物係教授。山中伸彌於2012年因為發現誘導多能幹細胞與英國科學家約翰·戈登一起獲得2012年度諾貝爾生理學或醫學獎。
但他並非一開始就是做誘導多能幹細胞的，其科研生涯也不是一帆風順的。山中伸彌在高中的時候因迷上柔道經常受傷，就準備以後做一名骨科醫生，後考入國立神戶大學醫學部。不久後他發現自己對做手術沒有什麼天分，還被同學們稱為“醜小鴨”和“笨拙”的外科醫生。但是他認為做一名醫生即使再優秀，隻不過能治療幾個病人，若是將基礎研究成功應用於臨床，那將是造福整個人類的壯舉。
他攻讀博士期間的研究方向是血壓調節的分子機理。1993年，這位骨科醫生最終被加州格萊斯頓研究所的因納瑞蒂納入門下。因納瑞蒂慧眼識珠，招收山中伸彌為博士後，研究編輯蛋白載脂蛋白B-信使RNA編輯酶複合物1（ApoBEC1）。事實證明，正是因納瑞蒂的引導使得山中伸彌成為誘導多能幹細胞領域的先驅人物。攻讀博士後期間，山中伸彌一周七天地勤奮工作，換來的卻是極其不理想的實驗結果：編輯酶過表達後低密度脂蛋白是降低了，但是高密度脂蛋白卻升高了，同時小鼠還得了肝癌，導師對結果不能符合預期非常失望，但是山中伸彌卻對這個預想之外的結果非常好奇：小鼠得腫瘤的原因到底是什麼呢？由於因納瑞蒂的開明和科學遠見，山中伸彌偏離了實驗室的主要方向，繼續探索編輯酶的致癌機製。山中伸彌找到了編輯酶的一個新底物——抑製蛋白翻譯的基因Nat1。理論上來說，把Nat1基因敲除後小鼠就應該得癌症，因為Nat1基因抑製編輯酶的表達，Nat1基因敲除後編輯酶就可以過表達，回到他先前驗證的實驗，眼看勝利就要來臨，但命運再次與他開玩笑，實驗結果再次與預測出現偏差：Nat1敲除後，在胚胎發育早期，純合子小鼠就死掉了。這樣還怎麼觀察成鼠是否得腫瘤呢？
天無絕人之路，山中伸彌的終生好友，也是教他基因敲除技術的老師邁爾曾告訴他，胚胎幹細胞不僅僅是做敲除小鼠的材料，其本身也是非常有趣的研究對象。於是他的關注點開始轉移到胚胎幹細胞上。在大阪市立大學，他的日子非常艱苦，不僅經費極少，而且得不到周圍人的理解和支持，尤其是Nat1在胚胎幹細胞中功能的研究論文提交後一直被雜誌社拒稿。此時山中伸彌處於他科研生涯的最低穀，幾乎得了抑鬱症。
這時發生了一件震動科學界的事情：1998年詹姆斯·托馬斯宣布從人的囊胚中采集並建立了胚胎幹細胞係，這些幹細胞在體外培養幾個月後可以分化成不同胚層的細胞，如腸上皮細胞、軟骨細胞、神經上皮細胞等。正是這件事鼓舞了山中伸彌，並堅定了他研究Nat1在胚胎幹細胞中功能的意義，不僅僅如此，他還大膽地設想，如果能夠找到盡可能多的類似於Nat1參與維持幹細胞功能的因子，如果過表達這些維持因子也許可以讓終末分化的細胞變回多能幹細胞。就是這個天方夜譚的想法，讓山中伸彌在胚胎幹細胞成為各國科學家們研究的熱點的時候，反其道而行之，研究怎麼從分化的細胞逆轉為多能幹細胞。2006年，山中伸彌通過四種轉錄因子成功地將小鼠完整的成熟細胞重新編程，將小鼠的成熟細胞變成了未成熟的幹細胞。試驗在人類的細胞中同樣獲得了成功。生命可以因為幾個基因而逆轉，生命的時鍾可以倒回，太神奇了，整個科學界轟動了，沸騰了。人們開始幻想，如果這樣的話，我們人類在未來不是可以長生不老了嗎？未來人類可以跟機器人一樣，零部件壞了，再用別的細胞製造出一個新的來嗎？我們豈不是都可以像如來、觀音一樣與日月同輝了嗎？但是生命科學是非常複雜和不可預測的，正當人們為誘導多能幹細胞而歡呼雀躍時，新的困難和危機又來臨了。
1.2.3誘導多能幹細胞技術
21世紀是生物技術的世紀，是幹細胞的世紀，毋庸置疑，幹細胞領域中最璀璨的明星就是誘導多能幹細胞技術，這項技術在短短幾年間取得了基礎和臨床研究方麵的諸多重要成果，因為誘導多能幹細胞技術既克服了胚胎幹細胞的倫理之爭，又能避免機體的免疫排斥反應，同時有多能性的分化能力，可謂是幹細胞再生醫學中的完美之物了，然而加利福尼亞大學聖地亞哥分校華裔科學家徐洋最新的一篇文章卻證實誘導多能幹細胞分化生成的多種組織移植至動物體內會產生快速免疫排斥反應。一直以來，大多數科學家們都認為來自於個人自身組織的重編程細胞能夠被安全地移植到同一個體體內並能避免排斥反應。而徐洋又是一個反其道而行之的科學家，他的研究組將小鼠的胚胎幹細胞和小鼠誘導多能幹細胞細胞移植到了提供起源細胞的小鼠體內。結果發現移植的胚胎幹細胞在小鼠體內形成了畸胎瘤，而大部分的誘導多能幹細胞細胞沒有能夠形成畸胎瘤。毫無疑問，這項研究給整個再生醫學界造成巨大的震動，許多該領域的科學家們都表示這項研究顛覆了之前的觀點，影響深遠。
不單是免疫排斥反應方麵，其他異樣的聲音也接踵傳來，幹細胞的安全性問題不止免疫排斥，基因組遺傳穩定性、單核苷酸多態性變異、基因遺傳拷貝數變異、甲基化等遺傳和表觀遺傳上的異常，都是誘導多能幹細胞技術應用到人類治療之前，必須解決的重要問題。誘導多能幹細胞是一個朝陽領域，但朝陽也意味著年輕，存在許多未知因素，需要人們深入探索。
無論如何，誘導多能幹細胞技術是幹細胞研究領域的一項重大突破，它回避了曆來已久的倫理爭議，解決了幹細胞移植醫學上的免疫排斥問題，使幹細胞向臨床應用邁進了一大步。隨著誘導多功能幹細胞技術的不斷發展及技術水平的不斷提高，它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢已日趨明顯。多種疾病及功能失調往往是由於細胞功能障礙或組織被破壞所致，如癌症和先天缺陷就是因異常的細胞特化和細胞分化所導致。通過多功能幹細胞研究可以讓我們了解正常細胞的分化發育過程，從而能更深刻地理解導致細胞特化的決定因素，了解這些疾病的原因。
1.2.4幹細胞研究的漫漫長路和璀璨未來
目前國際上對幹細胞的臨床應用研究非常多，僅在臨床注冊網站上注冊的幹細胞移植治療疾病的研究就達2100餘項，特別是2005年以來注冊開展項目數急劇增多，2010年至今也已有112項幹細胞移植治療方案注冊。
目前中國幹細胞研究也成為熱門領域，從1998年到2009年，有2000餘篇幹細胞相關的文章發表在各大期刊上，發表論文的數量和影響因子也逐年攀升，僅2009年就發表1000篇，國家科技部也對幹細胞研究設立重大專項，支持我國幹細胞研究。人類幹細胞的分離、培養和應用研究可能是人類生命科學研究史上劃時代的進步，它幾乎涉及所有的生命科學和生物醫藥學領域。幹細胞在細胞治療、組織器官修複、發育生物學等領域有著極為廣闊的應用前景。
擁有英國克隆技術專利、曾經克隆出多利羊的生物製藥公司傑龍在2009年1月宣布，美國食品和藥物管理局（FDA）批準了全球第一個人類胚胎幹細胞臨床試驗。這是備受倫理之爭的人胚胎幹細胞藥物首次獲得FDA的許可批準用於人體治療，具有劃時代的意義，是胚胎幹細胞研究的新紀元。在這次臨床實驗當中，8～10位脊柱受傷導致下半身癱瘓的患者作為研究對象，治療藥物來源於受孕治療當中剩餘的人體胚胎細胞，這些細胞經過特殊處理將會發育成特定的神經細胞。患者用藥後，這些經過處理的幹細胞將會轉移到新近脊髓受損處並釋放出可以促進受損神經恢複的成分。雖然胚胎幹細胞治療脊髓神經損傷技術已經“能使癱瘓的小鼠行走”，然而因動物試驗中出現過注射部位的囊腫，臨床試驗被緊急叫停。並且盡管患者被要求配合服用免疫抑製劑他克莫司，這些體外培養的幹細胞真的不會引起免疫排斥嗎？由於諸多未知的風險，該項試驗未能繼續進行。傑龍公司還在繼續努力。
我們雖然步入幹細胞臨床試驗的新時代，然而路漫漫其修遠兮，仍然需要許多深入細致的工作，解決一個個科學難題，相信通過各國科學家的不懈努力，“超人”的夢想一定能實現。
1.3可以複製的生命——克隆
1.3.1引言——羅維克的幻想
1978年，美國科幻作家D·M·羅維克創作了一個短篇科幻小說《人的複製——一個人的無性繁殖》。它的大致內容是：有一個百萬富翁沒有後代，他之所以從未結婚生子，是因為他不希望通過正常的有性生殖過程，把夫婦雙方無數個基因偶然地組合在一起遺傳給後代。他想借用無性繁殖技術得到一個與他一模一樣的複製品。於是他便不惜工本製訂了一項耗資巨大的實驗計劃，並雇用世界一流的科學家、助產師、技術人員及一位代孕母親，在一個島嶼上秘密地進行這項實驗。最後，在記者的幫助和科學家的不懈努力下，幾經曲折，終於實現了他夢寐以求的願望。這本是一篇平淡無奇的作品，但是當年發表後卻引起了世界的轟動。
雖然科技發展到今天，科學家們還無法利用無性繁殖的方法來創造人類。但是，人們確實能夠利用此項技術來繁殖植物和動物。這一技術就是“克隆”（Clone），原意是指通過幼苗或嫩枝插條等無性繁殖方式培育植物，現在逐漸應用於植物學、動物學和醫學等領域。
“克隆”這個詞聽上去好像比較陌生，但是它在現實生活中非常普遍，植物的扡插、嫁接、分株等都可以看成是克隆現象。例如，把仙人掌切成幾塊，每塊落地不久就會生根，長成新的仙人掌……自然界中的動物也存在克隆現象，不過多見於非脊椎動物，如草履蟲的分裂生殖、酵母菌的出芽生殖等。高級動物尤其是哺乳動物發生先天性克隆的概率極低，而且成員數目往往也比較少，如同卵雙生實際上就是由偶然原因產生的先天性動物克隆。
因此，人們希望能夠探索一種技術來操作動物的繁殖，從而進行有意識的動物克隆，這門技術就叫作“克隆技術”，也被稱為“生物放大技術”。在高等哺乳動物中，細胞核移植技術是生產克隆動物最為有效的克隆技術，因此，動物克隆技術實際上是指細胞核移植技術。
1.3.2克隆技術的異軍突起
自1938年德國胚胎學家漢斯·施佩曼首次提出“克隆”設想以來，世界各地的科研工作者們相繼展開克隆技術的研究。克隆技術在社會各領域的異軍突起，標誌著人類社會克隆新時代的到來。
1952年，美國科學家伯特·布裏格斯和托瑪斯·金首次用青蛙的胚胎細胞開展細胞核移植實驗並成功培育出克隆蛙。這一實驗的成功標誌著現代克隆技術的開始。
1997年，英國胚胎學家伊恩·威爾馬特率領的科研小組，在經曆277次的失敗之後，終於用體細胞克隆技術成功培育出一隻小母羊——“克隆羊”多利（Dolly）。這是生物技術史上具有劃時代意義的重大突破，也是動物克隆技術發展的一個裏程碑。多利出生之後，“克隆”這個以前隻在科學研究領域出現的術語變得廣為人知，似乎一夜之間，克隆時代已來到人們眼前。此後，全世界掀起了同種動物體細胞克隆研究的熱潮，已經有牛、小鼠、山羊、豬、兔、貓、騾子、馬、大鼠、水牛、狗等多種克隆動物相繼問世。
除了在同種動物中進行克隆實驗，在異種動物間進行的細胞核移植實驗也取得了一些可喜成果。1998年1月，美國威斯康星大學麥迪遜分校的科學家以牛的卵子為受體，成功克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動物的胚胎。2001年，意大利科學家Loi等將歐洲盤羊顆粒細胞注入綿羊去核卵母細胞中，成功克隆出一隻健康的歐洲盤羊；而中國科學家陳大元等用兔子的卵子克隆出大熊貓的早期胚胎。