1998年11月，J.A.湯姆森和J.吉爾哈特幾乎同時宣布，他們已獨立培養出采集自人體胚胎的干細胞，特別是在維系人體胚胎細胞的“多能性”和遏制其異化發展上取得了重大突破。在隨后的幾個月里．湯姆森于其他人促使上述脆弱的人細胞在培養液中持續生長，并證實上述細胞實際上就是胚胎干細胞。
有關人胚胎干細胞的建系方法有多種。研究*多的是從胚胎的囊胚期內細胞群中直接分離胚胎干細胞。J.A.湯姆森等從恒河猴的囊胚中分離建立了世界上株靈長類動物的胚胎干細胞。1998年，他們在建立靈長類胚胎干細胞取得的成功經驗基礎上，參照恒河猴胚胎干細胞分離法，從接受不孕癥治療的夫婦所捐獻的處于囊胚階段的早期胚胎中分離人的胚胎干細胞。
繼湯姆森以后，世界上第二篇關于利用體外受精廢棄受精卵進行人胚胎干細胞建系的文章是2000年澳大利亞的B.E.Reubinoff等和新加坡的體外受精專家合作完成的，他們成功地從人囊胚建立了兩株未分化的人胚胎干細胞系。該文更為詳盡地討論了人胚胎干細胞建系過程中的一系列細節，并且在體外分化試驗中成功地得到了神經祖細胞。
另一種建系方法則是從終止妊娠的胎兒組織中分離出胚胎干細胞。
2001年馬薩諸塞州的科學家則宣布他們利用克隆技術制造出人體胚胎，并從中摘取出了干細胞。具體做法是提取某個卵子，去除其中的核子和基因物質，即將人卵細胞脫核，再將含有成年人基因物質的皮膚細胞的核轉移到去核卵細胞內；然后通過電擊手段誘導卵子加以復制，體外培養，待囊胚形成后取其內細胞團；經適當處理，幾天后便可培育出供醫療使用的干細胞。

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