细胞分化

细胞分化是干细胞从一种类型转变为分化类型的过程。通常，细胞会变成更特殊的类型。在多细胞生物的发育过程中，分化会发生多次，因为它从简单的受精卵转变为复杂的组织和细胞类型系统。

随着成年干细胞在组织修复和正常细胞更新期间分裂并产生完全分化的子细胞，分化在成年期继续进行。一些分化发生在对抗原暴露的反应中。

分化会显着改变细胞的大小、形状、膜电位、代谢活动和对信号的反应。这些变化主要是由于高度受控的基因表达修饰，是表观遗传学的研究。

除了少数例外，细胞分化几乎从不涉及 DNA 序列本身的变化。虽然代谢组成确实发生了相当大的变化，但干细胞的特征是具有高度不饱和结构的丰富代谢物，其水平在分化时降低。因此，尽管具有相同的基因组，但不同的细胞可能具有非常不同的物理特性。

一种特殊类型的分化，称为终末分化，在某些组织中很重要，例如脊椎动物神经系统、横纹肌、表皮和肠道。在终末分化过程中，以前能够进行细胞分裂的前体细胞永 久离开细胞周期，拆除细胞周期机制并经常表达细胞最终功能的一系列基因特征（例如肌肉细胞的肌球蛋白和肌动蛋白）。如果细胞的容量和功能发生进一步变化，分化可能会在终末分化后继续发生。

在分裂细胞中，细胞潜能有多个级别，即细胞分化成其他细胞类型的能力。更大的效力表明可以衍生出更多的细胞类型。可以分化成所有细胞类型（包括胎盘组织）的细胞被称为全能细胞。

在哺乳动物中，只有合子和随后的卵裂球是全能的，而在植物中，许多分化的细胞可以通过简单的实验室技术变得全能。

可以分化成成体生物体所有细胞类型的细胞被称为多能细胞。

这些细胞在高等植物中被称为分生组织细胞，在动物中被称为胚胎干细胞，尽管一些研究小组报告称存在成体多能细胞。

四种转录因子 Oct4、Sox2、c-Myc 和 Klf4（Yamanaka 因子）的病毒诱导表达足以从成人成纤维细胞中产生多能 (iPS) 细胞。

多能细胞是一种可以分化成多种不同但密切相关的细胞类型的细胞。

寡能细胞比多能细胞更受限制，但仍然可以分化成一些密切相关的细胞类型。

最后，单能细胞只能分化成一种细胞类型，但能够自我更新。在细胞病理学中，细胞分化水平被用作癌症进展的量度。等级是肿瘤细胞分化程度的标志。

哺乳动物身体由三类基本细胞组成：生殖细胞、体细胞和干细胞。成年人体内大约有 37.2 万亿 (3.72x1013) 个细胞，每个细胞都有自己的一个或多个基因组副本，但某些细胞类型除外，例如红细胞，它们在完全分化状态下缺乏细胞核。

大多数细胞是二倍体；他们有每条染色体的两个副本。这些细胞称为体细胞，构成了人体的大部分，例如皮肤和肌肉细胞。细胞分化以专门用于不同的功能。

生殖系细胞是任何产生配子（卵子和精子）的细胞系，因此可以世代相传。另一方面，干细胞具有无限期分裂并产生特化细胞的能力。在人类正常发展的背景下对它们进行最 好的描述。

当精子使卵子受精并产生具有形成完整生物体潜力的单个细胞时，发育就开始了。在受精后的最初几个小时内，该细胞分裂成相同的细胞。

在人类中，大约在受精后四天和几个细胞分裂周期后，这些细胞开始特化，形成一个中空的细胞球体，称为囊胚。

胚泡有一层细胞外层，在这个空心球体内部，有一簇细胞，称为内细胞团。内细胞团的细胞继续形成几乎所有人体组织。

尽管内细胞团的细胞几乎可以形成人体中发现的所有类型的细胞，但它们不能形成有机体。这些细胞被称为多能细胞。