Пролиферация клеток – это процесс, при котором клетка растет и делится с образованием двух дочерних клеток . [1] [2] [3] [4] Пролиферация клеток приводит к экспоненциальному увеличению количества клеток и, следовательно, является быстрым механизмом роста тканей . Пролиферация клеток требует, чтобы как рост клеток , так и деление клеток происходили одновременно, так что средний размер клеток в популяции оставался постоянным. Деление клеток может происходить без роста клеток, в результате чего образуется множество клеток, которые постепенно уменьшаются (как при дроблении зиготы ), в то время как рост клеток может происходить без деления клеток с образованием одной более крупной клетки (как при росте нейронов ). Таким образом, пролиферация клеток не является синонимом клеточного роста или деления клеток, несмотря на то, что эти термины иногда используются как синонимы. [5]
Стволовые клетки подвергаются клеточной пролиферации с образованием пролиферирующих «транзитно-амплифицированных» дочерних клеток, которые позже дифференцируются для построения тканей во время нормального развития и роста тканей, во время регенерации тканей после повреждения или при раке .
Общее количество клеток в популяции определяется скоростью пролиферации клеток за вычетом скорости гибели клеток .
Размер клеток зависит как от роста клеток, так и от деления клеток: непропорциональное увеличение скорости роста клеток приводит к образованию более крупных клеток, а непропорциональное увеличение скорости деления клеток приводит к образованию множества более мелких клеток. Пролиферация клеток обычно включает в себя сбалансированную скорость роста и деления клеток, которая поддерживает примерно постоянный размер клеток в экспоненциально пролиферирующей популяции клеток. Пролиферация клеток происходит путем сочетания роста клеток с регулярными клеточными циклами «G1- S - M -G2» с образованием большого количества потомства диплоидных клеток.
В одноклеточных организмах пролиферация клеток в значительной степени зависит от наличия питательных веществ в окружающей среде (или в лабораторной питательной среде ).
В многоклеточных организмах процесс пролиферации клеток жестко контролируется генными регуляторными сетями , закодированными в геноме и выполняемыми главным образом факторами транскрипции , в том числе регулируемыми путями передачи сигнала , вызываемыми факторами роста во время межклеточной коммуникации в процессе развития . Недавно также было продемонстрировано, что клеточный метаболизм бикарбоната, который отвечает за пролиферацию клеток, может регулироваться передачей сигналов mTORC1. [6] [4] Кроме того, потребление питательных веществ у животных может стимулировать выработку циркулирующих гормонов семейства инсулина / ИФР-1 , которые также считаются факторами роста и способствуют пролиферации клеток по всему организму, которые способны делать это.
Неконтролируемая пролиферация клеток, приводящая к увеличению скорости пролиферации или неспособности клеток остановить свою пролиферацию в обычное время, является причиной рака .