向分化潜能是ESC的主要特征，体外培养条件的略微变化就可诱导分化机制的启动。ESC对体外生长的环境要求严格，一方面要促进细胞分裂增殖，月方面要抑制细胞的分化，前者受到基本培养基、添加剂、血清和生长因子的响后者则涉及早期胚胎的胎龄、饲养层细胞的种类、条件培养基、生长因的应用以及其他类型细胞的影响，同时尚存在ESC种系差异影响。中科博生。
当ESC的体外培养条件有少许变化时，ESC就会产生分化。在去除LIF等抑制因子或添加某些诱导分化因子，或将ESC消化成细胞悬液，使其摆脱饲养层细胞，ESC就会形成类胚体（embryonicbody，EB），通过对类胚体的进一步诱导培养，可以分化为不同的细胞。中科博生。
目前对小鼠ESC向造血细胞、内皮细胞及肌细胞、神经细胞的体外分化研究取得了可喜的结果，初步建立了一些体外诱导分化体系模型。
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