干细胞与分化细胞的区别

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主要区别——干细胞与分化细胞

干细胞和分化细胞是参与人体细胞构成的两种细胞。干细胞在生物体的整个生命周期中不断更新。由于转录因子对干细胞的影响,它们分化为形态和代谢不同的细胞类型,专门用于独特的功能。这 主要区别 干细胞和分化细胞之间是 干细胞是能够自我更新并分化为成熟细胞的未特化细胞,而分化细胞则是特化以在体内执行特定功能。

这篇文章解释了,

1. 什么是干细胞 – 定义、形态、类型、功能、示例 2. 什么是分化细胞 – 定义、形态、类型、功能、示例 3. 干细胞和分化细胞有什么区别

什么是干细胞

干细胞是在体内发现的非特化细胞,能够自我更新并分化为成熟细胞,具有特化功能。在人类的早期胚胎中,内细胞团中发现了干细胞。在胎儿、胎盘和脐带的某些组织以及人类的几个成人器官中也发现了干细胞。可以在特定器官内从成体器官中的干细胞培养出不止一种特化细胞类型。例如,星形胶质细胞、神经胶质细胞和脑神经元是由神经干细胞培养而来的。一些分化成细胞的干细胞在不同的地方发挥作用;这个属性被称为可塑性。另一方面,多能干细胞通过形成多种组织而分化。

在生物体的不同发育阶段可以鉴定出三种类型的干细胞:胚胎干细胞、胎儿干细胞和成体干细胞。胚胎早期产生的干细胞被称为 胚胎干细胞 (ESC)。内细胞团由多能干细胞组成,产生三个胚层:外胚层、中胚层和内胚层。在实验室中,这种多能干细胞可以从胚细胞中取出,以保持它们作为细胞培养系的非特化阶段。这些细胞系用于医学治疗。胎儿的原始细胞类型被称为 胎儿干细胞, 最终发育成各种未成熟的器官,如神经管、心脏、肠道、肝脏、激素分泌腺、骨骼、面部、颅骨和结缔组织。造血干细胞存在于胎儿肝脏和血液以及胎盘和脐带中。它们产生多种类型的血细胞。胚胎干细胞如图 1 所示。

图 1:胚胎干细胞

未分化细胞,可以在成人的骨髓和大脑等分化组织中发现,被称为 成体干细胞。 成体干细胞通过复制它们在成体的整个生命周期中自我更新。它们还能够分化为组织中的特化细胞。除了骨髓和大脑,血液、肝脏、皮肤、牙髓、眼睛、骨骼肌、胰腺和胃肠道是体内发现的其他成体干细胞的来源。一些成体细胞是多能的。造血,即血细胞从造血干细胞分化的过程,如图 2 所示。

图 2:造血

什么是分化细胞

分化细胞是为了在体内执行特定功能的特化细胞。这些细胞在大小、形状和功能上与代谢活动、膜电位和对信号的反应不同,在形态上不同于它们的干细胞。干细胞分化的机制受调控的基因表达控制。每种类型的分化细胞都由特定的转录因子阵列定义。在胚胎的早期发育过程中,桑椹胚在受精后 5-6 天发育成胚细胞。胚细胞与滋养层分离,滋养层是外细胞层和内细胞团。内细胞团由多能干细胞组成,产生三个胚层:外胚层、中胚层和内胚层。这个过程称为原肠胚形成。内细胞团分化为三个胚层被认为是分化的第一阶段。然后,三个胚层在胚胎时期分化为未成熟的器官。

根据增殖能力,分化的细胞可分为三组。成人中的大多数分化细胞保持静止在 G0 阶段。由于损伤等各种原因导致细胞死亡,分化的细胞只能恢复增殖。例如,上皮细胞、皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞在组织损伤后能够增殖。在伤口中,皮肤成纤维细胞会快速增殖以修复损伤。第二组分化细胞通常很少分裂。例如,肝细胞仅在经历细胞数量的巨大损失后才被刺激分裂以替换缺失的组织。在几周内切除三分之二的肝脏后,整个肝脏可以再生。大脑中的一些神经细胞也能够增殖。第三组分化细胞不能增殖。分化细胞如人类心肌细胞在胚胎期发育和分化并终生保留。在心肌细胞死亡或心脏病发作期间,心肌细胞无法被替换。分化的神经元细胞如图3所示。

图 3:一个神经元细胞

干细胞与分化细胞的区别

定义

干细胞: 干细胞是能够自我更新和分化为成熟细胞的非特化细胞。

分化细胞: 分化的细胞专门用于在体内执行特定的功能。

增殖

干细胞: 干细胞在生物体的整个生命周期中不断增殖。

分化细胞: 一些分化的细胞能够以高速率增殖,一些以低速率并且其他不能增殖。

形态学

干细胞: 大多数干细胞呈圆形,体积小。

分化细胞: 分化的细胞在大小、形状、代谢活性、膜电位和对信号的反应性方面与其干细胞在形态学上不同。

行动地点

干细胞: 干细胞在身体的同一个地方生长和自我更新,它们来自那里。

分化细胞: 一些分化的细胞在它们分化的同一个地方发挥作用,而另一些则在不同的位置发挥作用。

例子

干细胞: 造血干细胞和骨髓、脑、血液、肝脏、皮肤、牙髓、眼睛、骨骼肌、胰腺和胃肠道中的细胞是干细胞的例子。

分化细胞: 上皮细胞、皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞、肝细胞、神经细胞和人类心肌细胞是分化细胞的例子。

结论

干细胞和分化细胞存在于植物和动物体内,在身体的构建和功能方面发挥着至关重要的作用。干细胞是胚胎的早期衍生细胞。内细胞团分化为三个胚层,负责创建男孩的器官和组织。在身体的不同发育阶段可以发现三种类型的干细胞。它们是胚胎干细胞、胎儿干细胞和成体干细胞。一些干细胞表现出可塑性,而一些干细胞能够产生多种类型的分化细胞。分化的细胞在形态和代谢上与其干细胞不同。一些分化的细胞也放弃了增殖能力。因此,干细胞和分化细胞之间的主要区别在于它们在体内的形态和功能。

图片提供:1.“人类胚胎干细胞集落期”,英文维基百科的 Id711 – 由 Sreejithk2000 使用 CommonsHelper 从 en.wikipedia 转移到 Commons。 (公共领域)通过Commons Wikimedia2。 “1902 Hemopoiesis”,作者 OpenStax College – 解剖学和生理学,Connexions 网站。 2013 年 6 月 19 日。(CC BY 3.0)来自 Commons Wikimedia3。 “415 神经元”由 OpenStax 学院 - 解剖学和生理学,Connexions 网站。 2013 年 6 月 19 日。(CC BY 3.0)来自 Commons Wikimedia

参考:1。国家研究委员会(美国)和医学研究所(美国)干细胞研究生物和生物医学应用委员会。 “项目概述和定义。”干细胞和再生医学的未来。美国国家医学图书馆,1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 28 日。2. Cooper, Geoffrey M.“发育和分化中的细胞增殖”。细胞:分子方法。第 2 版。美国国家医学图书馆,1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 28 日。

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