淺談細(xì)胞分化及胚胎干細(xì)胞研究應(yīng)用

摘要：細(xì)胞分化是個(gè)體生命發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，以人類的生長發(fā)育為例，人從一個(gè)受精卵細(xì)胞發(fā)育至一個(gè)具有完整組織器官的人離不開細(xì)胞分化的作用，而細(xì)胞分化也是高中生物學(xué)習(xí)中的重要知識(shí)組成部分，基于此，本文通過已有學(xué)習(xí)以及對(duì)相關(guān)資料的閱讀總結(jié)了細(xì)胞分化的相關(guān)內(nèi)涵和本質(zhì)，并對(duì)借由細(xì)胞分化本質(zhì)的胚胎干細(xì)胞的發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞分化 特點(diǎn) 本質(zhì) 胚胎干細(xì)胞 研究發(fā)展

一、細(xì)胞分化概述

（一）細(xì)胞分化的內(nèi)涵

所謂的細(xì)胞分化指的是在一個(gè)個(gè)體的發(fā)育過程中，以相同的細(xì)胞作為分化的對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)同一個(gè)細(xì)胞或者同一種細(xì)胞分化成為其他多種在形態(tài)、功能以及結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定的差異的細(xì)胞或后代。

（二）細(xì)胞分化的本質(zhì)

以上闡述了細(xì)胞分化的內(nèi)涵是一個(gè)或一種細(xì)胞的不同表達(dá)，而之所以造成細(xì)胞分化的本質(zhì)，概括來說是基因的選擇性表達(dá)造成的，即細(xì)胞分化的最終結(jié)果是產(chǎn)生在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上不同的細(xì)胞，但是這些細(xì)胞內(nèi)的基因是相同的，之所以產(chǎn)生了形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)上的差異，是因?yàn)楦髯约?xì)胞內(nèi)同一套基因的不同表達(dá)才造成了細(xì)胞分化的結(jié)果上的差異。

（三）細(xì)胞分化的特點(diǎn)

細(xì)胞分化所具備的特點(diǎn)主要包括如下幾點(diǎn)：其一，普遍性。即細(xì)胞分化并非某一類細(xì)胞或者某一種生物獨(dú)有的，而是針對(duì)生物界所有存在的生命現(xiàn)象中都有細(xì)胞分化的發(fā)揮作用，因而是生物個(gè)體發(fā)展的基礎(chǔ)，具有一定的普遍性；其二，不可逆性。就目前的研究發(fā)現(xiàn)而言，細(xì)胞分化具有一定的不可逆性，即發(fā)生分化的細(xì)胞隨著細(xì)胞分化的進(jìn)程，一步步形成各種形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞或者組織，最終走向死亡，且過程不可逆，以紅細(xì)胞為例，由造血干細(xì)胞分化至原紅細(xì)胞、早幼紅細(xì)胞、中幼紅細(xì)胞、晚幼紅細(xì)胞到成熟紅細(xì)胞，最終死亡，過程不可逆；其三，穩(wěn)定性。細(xì)胞分化具有一定的穩(wěn)定性，主要表現(xiàn)在細(xì)胞分化可以經(jīng)歷很多代，以黑色素細(xì)胞為例，在體外進(jìn)行培養(yǎng)的黑色素細(xì)胞即便進(jìn)行了30幾代的細(xì)胞分化，最終仍能合成黑色素，且細(xì)胞分化在時(shí)間、方向、強(qiáng)度、狀態(tài)及個(gè)方面均是穩(wěn)定的[1]；最后，細(xì)胞分化具有持久性。即在生物個(gè)體的整個(gè)生命進(jìn)程中，都有細(xì)胞分化的存在，并伴隨著生命個(gè)體的生老病死，因而具有持久性。

（四）細(xì)胞分化的意義

細(xì)胞分化的意義主要包括如下兩點(diǎn)：一方面，細(xì)胞分化為生物個(gè)體的發(fā)育創(chuàng)造了條件，分化成了組成生物個(gè)體的細(xì)胞、組織、器官等，是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)；另外一方面，由于細(xì)胞分化的存在，使得生物體中的多種細(xì)胞區(qū)域?qū)ｉT化，這就更有利于提高生物體內(nèi)細(xì)胞的生理功能效率。

（五）細(xì)胞分化與細(xì)胞分裂的異同

在生物個(gè)體的發(fā)育過程中，也有細(xì)胞分裂的存在，即同一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過分裂可以變成兩個(gè)或者多個(gè)細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的增值，因而細(xì)胞分化與細(xì)胞分裂的相同點(diǎn)是兩者所產(chǎn)生的結(jié)果都是具有相同基因的細(xì)胞，其不同特點(diǎn)是細(xì)胞分裂的結(jié)果是產(chǎn)生的細(xì)胞數(shù)量增多，而這些細(xì)胞在功能、形態(tài)以及結(jié)構(gòu)上均相同，細(xì)胞分化產(chǎn)生的結(jié)果并不是數(shù)量發(fā)生變化，而是產(chǎn)生在細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上產(chǎn)生差異，細(xì)胞分化和細(xì)胞分裂的共同作用使得生命個(gè)體的發(fā)育得以實(shí)現(xiàn)[2]。

二、胚胎干細(xì)胞發(fā)展及應(yīng)用

（一）胚胎干細(xì)胞的內(nèi)涵

所謂的胚胎干細(xì)胞指的是一類干細(xì)胞，這類干細(xì)胞主要來自于生物體的胚胎期間的早期胚胎、原始生殖細(xì)胞、或者畸胎瘤等組織，因而其具有較高的分化特性，這類細(xì)胞的主要特點(diǎn)就是可以在體外進(jìn)行穩(wěn)定的自我更新和維持正常的核型、發(fā)育的全能性，以分化成為以內(nèi)、中、外胚層等類型細(xì)胞為代表的多種類型細(xì)胞，參與到生物個(gè)體的發(fā)育中去，俗稱為萬能細(xì)胞。

（二）細(xì)胞的全能性

所謂細(xì)胞的全能性指的是由于細(xì)胞內(nèi)具有一個(gè)生物個(gè)體的整套遺傳信息，因而這就使得已經(jīng)分化的細(xì)胞仍舊具有發(fā)育成為完整生命個(gè)體的潛能，例如我們所熟知的克隆羊多利，其成功的證明了已經(jīng)分化的動(dòng)物細(xì)胞核具有其全能性。

（三）胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用

1.克隆動(dòng)物

由于胚胎干細(xì)胞具有的自我更新、多向分化的特點(diǎn)，從而以胚胎干細(xì)胞作為核供體可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量基因型和表現(xiàn)型相同的個(gè)體，這就為世界上諸多品種的動(dòng)物保護(hù)提供了可能，我們可以用這些瀕危動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物克隆，從而實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)物在地球上生命的延續(xù)；另外一方面，還可以通過胚胎干細(xì)胞的克隆實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交，從而創(chuàng)造出一些新物種。

2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

胚胎干細(xì)胞可以突破物種之間的生育屏障，加速物種之間的變異率，有利于新物種的創(chuàng)造，并且胚胎干細(xì)胞在早期分化的時(shí)候，可以進(jìn)行分化和變異方向的選擇，這提高了選擇的可能性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)育種時(shí)間的縮短。

3.器官移植

器官移植在醫(yī)療領(lǐng)域中具有重要的意義，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)失去功能的器官的替代，從而使得患者在具備原有的器官功能的基礎(chǔ)上，繼續(xù)正常的生活，然而器官移植最大的問題就是免疫排斥，由于供體和受體之間的免疫排斥作用，經(jīng)常使術(shù)后受者因多種免疫反應(yīng)致死，而胚胎干細(xì)胞作為長子細(xì)胞進(jìn)行目標(biāo)器官的誘導(dǎo)過程中則可以剔除免疫排斥基因，從而使移植器官避免因?yàn)槊庖吲懦馑鶐淼牟涣挤磻?yīng)[3]。

4.細(xì)胞替代治療

通過胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)和分化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些具有特殊功能的細(xì)胞的分化，以治療一些涉及到正常細(xì)胞的疾病，其主要是通過胚胎干細(xì)胞分化成的細(xì)胞進(jìn)行疾病細(xì)胞的替代治療；此外，胚胎干細(xì)胞還可以作為載體細(xì)胞，通過對(duì)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行某種改造，從而實(shí)現(xiàn)控制或者治愈疾病的目的。

三、結(jié)語

綜上所述，細(xì)胞分化作為生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，貫穿了生物個(gè)體發(fā)育的整個(gè)過程，因此對(duì)細(xì)胞分化進(jìn)行研究具有重要意義，鑒于細(xì)胞的全能性，胚胎干細(xì)胞的體外增殖和分化能力使其在諸多領(lǐng)域中擁有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，胚胎干細(xì)胞將為人類社會(huì)進(jìn)程的推進(jìn)貢獻(xiàn)巨大的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王達(dá)夫.淺談細(xì)胞分化的“穩(wěn)定性”[J].中學(xué)生物學(xué)，2012，（07）：3-4.

[2]徐以潤.淺談細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化[J].中學(xué)生物學(xué)，2007，（10）：14-14.

[3]馬強(qiáng)，李黔生.胚胎干細(xì)胞在器官移植中的研究進(jìn)展[J].國際移植與血液凈化雜志，2004，（04）：41-44.

（作者簡介：鄭之鶴，浙江省瑞安中學(xué)，高中學(xué)歷。）