Thomson等从恒河猴囊胚分离并建立了一个ES细胞系（R278.5），并证明该细胞系持续培养一年仍能维持未分化状态和正常的XY核型，表达细胞表面抗原标记AKP、SSEA-3（stage-specific embryonic antigen-3）、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81等，与hEC细胞相似。在缺乏小鼠成纤维细胞层，即使还存在LIF因子，R278.5细胞也能分化为多种细胞类型。该分化物分泌CG（绒毛膜促性腺激素），并表达α-CG及β-CG的亚单位和α-胎蛋白mRNA，当注入SCID小鼠，能分化形成三胚层衍生物。这是首次成功分离灵长类ES细胞。之后，Thomson等又从美洲长尾猴（callithrix jacchus）囊胚ICM建立了8个ES细胞系，它们表达hEC和恒河猴ES细胞的一系列细胞标记，如AKP（alkaline phosphatase）、SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81，8个细胞系都有46条染色体，其中7个是XX型，1个是XY型，2个细胞系（Cj11和Cj62）持续传代培养1年多仍能维持未分化状态和保持正常染色体结构。去掉胎儿成纤维细胞饲养层后（即使LIF还存在），这些细胞系能分化形成多种细胞类型，分化的细胞分泌CG（chorionic gonadotrophin）并表达α-CG、β-CG、α-胎蛋白mRNA，证明这些细胞属于滋养层细胞和内胚层细胞。在高密度培养时，该细胞系能形成类胚体，类似于附植后的早期胚胎。在人类，Bongso等利用人类输卵管上皮细胞做饲养层，培养基为Earle’s，另外补加10%的人类血清，体外培养21枚人类2细胞胚胎至囊胚期，结果出现了19个完整的ICM，其中2个ICM分化为成纤维细胞，其余17个ICM在随后的2次传代过程中表现典型干细胞集落特征，AKP呈阳性，核型正常。这是人们首次成功分离人类ICM细胞并体外培养至少2代。随后Thomson小组报道从14个人类体外授精囊胚的内细胞团分离得到了5个ES细胞系，培养5～6个月后，仍高度表达端粒酶活性，具有正常的核型（2个XX，3个XY），表达细胞表面抗原标记SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81、AKP等，其中4个ES细胞系注入SCID（severe combined immunodeficient）小鼠能生成畸胎瘤，经肿瘤组织学证实畸胎瘤中包含有3个胚层的衍生物。体外分化能形成滋养层细胞及肠上皮、软骨、骨、平滑肌、横纹肌、神经上皮等三胚层分化物。此外，Reubinoff等也从囊胚ICM分离得到2个能够在体外培养增殖并传代的人类多能性ES细胞系，且具有灵长类ES细胞的特征，表达转录因子Oct-4，当移植于SCID小鼠，2个hES细胞系都能形成包含3个胚层组织的畸胎瘤。在体外培养条件下，两个hES细胞系能分化形成胚外细胞即分泌α-胎蛋白和绒毛膜促性腺激素的滋养层细胞和各种体细胞，同时从hES细胞的分化产物中还可分离出神经祖细胞，并诱导其进一步成熟为神经元 [5]。