Пролиферация клеток — это процесс, при котором клетка растет и делится, образуя две дочерние клетки . [1] [2] [3] [4] Пролиферация клеток приводит к экспоненциальному увеличению числа клеток и, следовательно, является быстрым механизмом роста тканей . Пролиферация клеток требует, чтобы рост клеток и их деление происходили одновременно, так что средний размер клеток в популяции остается постоянным. Деление клеток может происходить без роста клеток, образуя множество все более мелких клеток (как при дроблении зиготы ), в то время как рост клеток может происходить без деления клеток, образуя одну более крупную клетку (как при росте нейронов ). Таким образом, пролиферация клеток не является синонимом ни роста клеток, ни деления клеток, несмотря на то, что эти термины иногда используются взаимозаменяемо. [5]
Стволовые клетки подвергаются клеточной пролиферации, образуя пролиферирующие «транзитные усиливающие» дочерние клетки, которые впоследствии дифференцируются для построения тканей в ходе 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 клетки зависит как от роста клеток, так и от их деления, при этом 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 сбалансированные скорости роста клеток и деления клеток, которые поддерживают примерно постоянный размер клеток в экспоненциально размножающейся популяции клеток. Пролиферация клеток происходит путем объединения роста клеток с регулярными клеточными циклами "G1- S - M -G2" для производства множества диплоидных потомков клеток.
У одноклеточных организмов пролиферация клеток в значительной степени зависит от наличия питательных веществ в окружающей среде (или лабораторной питательной среде ).
В многоклеточных организмах процесс пролиферации клеток строго контролируется сетями генной регуляции, закодированными в геноме , и выполняется в основном факторами транскрипции, включая те, которые регулируются путями передачи сигнала , вызываемыми факторами роста во время межклеточной коммуникации в развитии . Недавно было также продемонстрировано, что клеточный метаболизм бикарбоната, который отвечает за пролиферацию клеток, может регулироваться сигнализацией mTORC1. [6] [4] Кроме того, потребление питательных веществ у животных может индуцировать циркулирующие гормоны семейства инсулина / ИФР-1 , которые также считаются факторами роста и которые функционируют для стимулирования пролиферации клеток по всему организму, которые способны это делать.
Неконтролируемая пролиферация клеток, приводящая к увеличению скорости пролиферации или неспособности клеток остановить свою пролиферацию в обычное время, является причиной рака .