浅谈细胞分化及胚胎干细胞研究应用

摘要：细胞分化是个体生命发展的重要环节，以人类的生长发育为例，人从一个受精卵细胞发育至一个具有完整组织器官的人离不开细胞分化的作用，而细胞分化也是高中生物学习中的重要知识组成部分，基于此，本文通过已有学习以及对相关资料的阅读总结了细胞分化的相关内涵和本质，并对借由细胞分化本质的胚胎干细胞的发展应用进行了阐述。

关键词：细胞分化 特点 本质 胚胎干细胞 研究发展

一、细胞分化概述

（一）细胞分化的内涵

所谓的细胞分化指的是在一个个体的发育过程中，以相同的细胞作为分化的对象，从而实现同一个细胞或者同一种细胞分化成为其他多种在形态、功能以及结构发生稳定的差异的细胞或后代。

（二）细胞分化的本质

以上阐述了细胞分化的内涵是一个或一种细胞的不同表达，而之所以造成细胞分化的本质，概括来说是基因的选择性表达造成的，即细胞分化的最终结果是产生在形态、结构、功能上不同的细胞，但是这些细胞内的基因是相同的，之所以产生了形态、功能、结构上的差异，是因为各自细胞内同一套基因的不同表达才造成了细胞分化的结果上的差异。

（三）细胞分化的特点

细胞分化所具备的特点主要包括如下几点：其一，普遍性。即细胞分化并非某一类细胞或者某一种生物独有的，而是针对生物界所有存在的生命现象中都有细胞分化的发挥作用，因而是生物个体发展的基础，具有一定的普遍性；其二，不可逆性。就目前的研究发现而言，细胞分化具有一定的不可逆性，即发生分化的细胞随着细胞分化的进程，一步步形成各种形态、结构、功能不同的细胞或者组织，最终走向死亡，且过程不可逆，以红细胞为例，由造血干细胞分化至原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞到成熟红细胞，最终死亡，过程不可逆；其三，稳定性。细胞分化具有一定的稳定性，主要表现在细胞分化可以经历很多代，以黑色素细胞为例，在体外进行培养的黑色素细胞即便进行了30几代的细胞分化，最终仍能合成黑色素，且细胞分化在时间、方向、强度、状态及个方面均是稳定的[1]；最后，细胞分化具有持久性。即在生物个体的整个生命进程中，都有细胞分化的存在，并伴随着生命个体的生老病死，因而具有持久性。

（四）细胞分化的意义

细胞分化的意义主要包括如下两点：一方面，细胞分化为生物个体的发育创造了条件，分化成了组成生物个体的细胞、组织、器官等，是个体发育的基础；另外一方面，由于细胞分化的存在，使得生物体中的多种细胞区域专门化，这就更有利于提高生物体内细胞的生理功能效率。

（五）细胞分化与细胞分裂的异同

在生物个体的发育过程中，也有细胞分裂的存在，即同一个细胞经过分裂可以变成两个或者多个细胞，从而实现细胞的增值，因而细胞分化与细胞分裂的相同点是两者所产生的结果都是具有相同基因的细胞，其不同特点是细胞分裂的结果是产生的细胞数量增多，而这些细胞在功能、形态以及结构上均相同，细胞分化产生的结果并不是数量发生变化，而是产生在细胞形态、结构、功能上产生差异，细胞分化和细胞分裂的共同作用使得生命个体的发育得以实现[2]。

二、胚胎干细胞发展及应用

（一）胚胎干细胞的内涵

所谓的胚胎干细胞指的是一类干细胞，这类干细胞主要来自于生物体的胚胎期间的早期胚胎、原始生殖细胞、或者畸胎瘤等组织，因而其具有较高的分化特性，这类细胞的主要特点就是可以在体外进行稳定的自我更新和维持正常的核型、发育的全能性，以分化成为以内、中、外胚层等类型细胞为代表的多种类型细胞，参与到生物个体的发育中去，俗称为万能细胞。

（二）细胞的全能性

所谓细胞的全能性指的是由于细胞内具有一个生物个体的整套遗传信息，因而这就使得已经分化的细胞仍旧具有发育成为完整生命个体的潜能，例如我们所熟知的克隆羊多利，其成功的证明了已经分化的动物细胞核具有其全能性。

（三）胚胎干细胞的应用

1.克隆动物

由于胚胎干细胞具有的自我更新、多向分化的特点，从而以胚胎干细胞作为核供体可以在短时间内獲得大量基因型和表现型相同的个体，这就为世界上诸多品种的动物保护提供了可能，我们可以用这些濒危动物的胚胎干细胞进行动物克隆，从而实现这些动物在地球上生命的延续；另外一方面，还可以通过胚胎干细胞的克隆实现远缘杂交，从而创造出一些新物种。

2.转基因动物

胚胎干细胞可以突破物种之间的生育屏障，加速物种之间的变异率，有利于新物种的创造，并且胚胎干细胞在早期分化的时候，可以进行分化和变异方向的选择，这提高了选择的可能性，实现了对育种时间的缩短。

3.器官移植

器官移植在医疗领域中具有重要的意义，其可以实现对失去功能的器官的替代，从而使得患者在具备原有的器官功能的基础上，继续正常的生活，然而器官移植最大的问题就是免疫排斥，由于供体和受体之间的免疫排斥作用，经常使术后受者因多种免疫反应致死，而胚胎干细胞作为长子细胞进行目标器官的诱导过程中则可以剔除免疫排斥基因，从而使移植器官避免因为免疫排斥所带来的不良反应[3]。

4.细胞替代治疗

通过胚胎干细胞的培养和分化可以实现对一些具有特殊功能的细胞的分化，以治疗一些涉及到正常细胞的疾病，其主要是通过胚胎干细胞分化成的细胞进行疾病细胞的替代治疗；此外，胚胎干细胞还可以作为载体细胞，通过对胚胎干细胞进行某种改造，从而实现控制或者治愈疾病的目的。

三、结语

综上所述，细胞分化作为生物个体发育的基础，贯穿了生物个体发育的整个过程，因此对细胞分化进行研究具有重要意义，鉴于细胞的全能性，胚胎干细胞的体外增殖和分化能力使其在诸多领域中拥有广泛的应用和发展前景，相信随着科学技术的发展和时代的进步，胚胎干细胞将为人类社会进程的推进贡献巨大的力量。

参考文献：

[1]王达夫.浅谈细胞分化的“稳定性”[J].中学生物学，2012，（07）：3-4.

[2]徐以润.浅谈细胞分裂和细胞分化[J].中学生物学，2007，（10）：14-14.

[3]马强，李黔生.胚胎干细胞在器官移植中的研究进展[J].国际移植与血液净化杂志，2004，（04）：41-44.

（作者简介：郑之鹤，浙江省瑞安中学，高中学历。）