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细胞生长

什么是细胞生长?

细胞生长主要是指细胞体积的增加。在细胞分化完成后,并不是所有的细胞都有生长过程。大多数组织和器官都是通过不断的细胞分裂来增加细胞数量从而实现器官的生长。只有少数细胞(如神经元细胞)通过增加细胞体积来实现器官的生长。细胞生长通常用于生物细胞发育和细胞分裂的范畴。

在单细胞生物中,细胞分裂是繁殖的手段;在多细胞生物中,细胞分裂是组织生长的重要途径。细胞生长和分裂也称细胞增殖。一提到增殖,就会想到细胞周期这个名词。细胞周期作为一个检查点,确保细胞分裂成大小合适的子细胞。

一般在细胞周期中,细胞会经历生长和分裂两个复杂的过程。这两个过程由四个不同的阶段组成,包括有丝分裂(M)期、G1期、S期、G2期。细胞在G1期时,细胞质和细胞器体积增加,在S期复制后,G2期时遗传物质也增加。在M期,一个细胞,即所谓的“母细胞”,经过生长和分裂,产生两个“子细胞”。在具有分裂能力的组织中,部分细胞会暂时脱离细胞周期,停止细胞分裂,即进入所谓G0期。(如图1所示)。

细胞生长和增殖的示意图

图1.细胞生长和增殖的示意图

*图片来源于Nature的出版物 [1]

在细胞生长的过程中,生长因子在其中起着至关重要的作用。下面,我们就简单介绍一下细胞生长因子。

什么是生长因子?

生长因子是具有刺激细胞生长活性的细胞因子,调节细胞分裂和细胞生存。生长因子最初是科学家在观察动物受伤后舔舐伤口时无意发现的。由于动物舔舐后,促进了伤口的愈合。认为动物唾液中一定有促进细胞生长的物质,于是从唾液中分离出表皮生长因子和神经生长因子。

生长因子的作用方式有哪些?

生长因子分泌的扩散因子,在细胞培养的条件培养基中被识别出来。它们以膜结合的形式存在。根据产生生长因子的细胞与接受生长因子的细胞之间的关系,生长因子的作用可分为内分泌、旁分泌和自分泌三种方式。

内分泌性是指生长因子从细胞中分泌出来后,通过血液远距离作用于靶细胞,对自身细胞没有影响。旁分泌是指生长因子从细胞分泌出来后作用于其他邻近的细胞类型,它对自身细胞没有影响。自分泌性是指生长因子作用于合成和分泌生长因子的细胞本身。生长因子的作用主要有旁分泌和自分泌两种。

通常研究人员将生长因子作为细胞因子的同义词。例如生长因子有EGF、FGF、NGF、PDGF、VEGF、IGF、GMCSF、GCSF、TGF、Erythropieitn、TPO、BMP、HGF、神经营养素、MSF、SGF和GDF等。

参考文献:

[1] Hochegger, H., Takeda, S. & Hunt, T. Cyclin-dependent kinases and cell-cycle transitions: does one fit all? Nat Rev Mol Cell Biol (2008).