细胞特化或细胞分化是将体内的通用细胞转化为特化细胞的过程。特化的细胞可以在体内执行某种功能。细胞特化发生在多细胞生物的两个阶段。 在胚胎发育过程中，细胞特化的发生主要是由于细胞质决定簇的细胞信号传导。在成人发育过程中， 干细胞 主要由于基因表达的调节而变得专用于各种类型的干细胞。 本文描述了两个开发阶段的细胞特化。

涵盖的关键领域

1. 什么是细胞特化 – 定义、特征、功能 2. 细胞如何变得特化 – 胚胎发育、成人发育

关键词：成体干细胞、细胞特化、细胞质决定因素、胚胎干细胞、表观遗传控制、信号级联

什么是细胞特化

细胞特化是指细胞在发育过程中根据其组织位置进行分化。在多细胞生物体内，细胞特化在组织修复和正常细胞更新期间发生多次。此外，在胚胎内，细胞被特化成各种类型以发育多细胞生物。细胞特化如图1所示。

图 1：细胞特化

细胞特化会改变细胞的大小、形状、代谢活动、膜电位和对信号的反应。

细胞如何变得特化

在生命的不同发育阶段可以观察到不同类型的细胞特化。

胚胎发育过程中的细胞特化

受精卵是受精的概念，由单个细胞组成。它通过有丝分裂分裂成许多细胞，形成卵裂球。卵裂球中的细胞是 全能， 它们能够分化为体内和胎盘中的任何类型的细胞。八细胞阶段的细胞被称为 胚胎干细胞.胚胎干细胞是 多能， 它们能够分化为动物体内任何类型的细胞。植物中的多能细胞被称为分生细胞。这些胚胎干细胞分化为身体的三个胚层：内胚层、外胚层和中胚层。胚层中的细胞是 多能， 它们能够分化为从三个胚层中的每一个发育而来的身体相应组织。胚胎发育如图1所示。

图 1：胚胎发育

胚胎发育过程中发生的细胞分裂是一种不对称细胞分裂。 不对称细胞分裂 产生具有不同发育命运的子细胞。细胞不对称分裂的两个主要原因是细胞质决定因素和不同的细胞信号级联。 细胞质决定簇 是母细胞的调节分子。在 信号级联，一个特定的细胞通过将信号分子传递给它们来诱导它的相邻细胞发育成它的类型。

成人发育过程中的细胞特化

多细胞生物具有不同类型的细胞，它们专门用于在体内执行特定功能。执行某种功能的细胞排列成组织。因此，特定组织由具有确定功能的细胞组成。成人体内未特化的细胞被称为 成体干细胞.造血干细胞分化为血液中的特化细胞类型如图 3 所示。

图 3：造血干细胞分化

从干细胞产生特化细胞的主要机制是通过表观遗传机制调控基因表达。因此，细胞的类型是在基因表达水平上确定的。此外，基因表达的模式必须保持几代。差异基因表达是通过组蛋白修饰和不同水平的 DNA 甲基化实现的。通常，胚胎干细胞和多能成体干细胞中 DNA 甲基化的模式是相同的。但是，它在专门的体细胞中有所不同。成体干细胞具有多能性，它们的多能性由称为 OCT4、SOX2 和 NANGO 的转录因子维持。

结论

细胞特化是细胞的分化，以执行多细胞生物体的某种功能。在胚胎发育和成体发育过程中会发生不同类型的细胞特化。在胚胎发育过程中，卵裂球中的细胞通过细胞信号传导和细胞质决定簇分化为具有不同潜能的细胞。在成人发育过程中，细胞特化通过基因表达的调节发生。

参考：

1.“细胞分化”。维基百科，维基媒体基金会，2018 年 3 月 17 日，可在此处获取。2.“了解干细胞如何变得专业化的突破。” SBP，可在此处获得。

图片提供：

1. “图 2. Résultats de différenciation de cellules souches en une des trois différentes catégories de cellules qui se sous-divisent en types de cellules spécifiques avec des rôles précis7” 作者：Ryongraf (CC BY-SA2 Wikis0 Commons) “干细胞分化”由美国政府（公共领域）通过 Commons Wikimedia3 提供。“422 Feature Stem Cell new”，由 OpenStax College – Anatomy & Physiology，Connexions 网站，2013 年 6 月 19 日（CC BY 3.0）通过 Commons Wikimedia