细胞的增殖周期

第三节　细胞的增殖周期

一、细胞增殖周期的概念

细胞增殖周期又称为细胞生命周期，简称细胞周期，是指细胞从上一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂完成为止的一个周期过程。

成体细胞根据细胞增殖的特点，可分为三种细胞。①持续增殖细胞：这类细胞分化程度较低，能连续增殖，不断分裂产生新细胞，如造血干细胞等；②暂不增殖细胞：又称为G₀期细胞，这类细胞在通常情况下不增殖，但在机体受到损伤等情况下，可以恢复增殖能力重新进入到细胞周期中，以补充受损细胞，如肝细胞等；③终末分化细胞：这类细胞完全丧失增殖能力，如神经细胞等。

二、细胞增殖周期各期特点

细胞周期分为间期和分裂期，间期根据细胞是否进行DNA复制又可分为：G₁期、S期和G₂期。

（一）G₁期（DNA合成前期）

G₁期是从前一次细胞分裂完成到DNA开始合成前的阶段，是细胞生长发育的时期。此期的特点是细胞物质代谢活跃，细胞体积变大，迅速合成RNA和蛋白质。G₁期为细胞进入S期做好物质和能量的准备。

不同细胞的G₁期，时间差异很大，有的细胞只停留几分钟，有的停留几天、几年或几十年，有的却可能完全没有。

（二）S期（DNA合成期）

S期是DNA合成的全过程。此期的特点是复制DNA，进行蛋白的合成及其染色质的装配，最终使DNA的含量增加一倍。只要DNA复制一开始，细胞的增殖活动就开始，直到分裂成2个子细胞为止。

（三）G₂期（DNA合成后期）

G₂期也称为有丝分裂准备期，是DNA复制完成到有丝分裂前的时期。该期还可合成少量蛋白质和RNA。G₂期为细胞分裂做准备。

（四）M期（有丝分裂期）

细胞在M期的过程见上节描述。

三、细胞增殖与医学

成体细胞增殖使人类“再生医学”看到希望。2003年12月上旬，2002年诺贝尔生理学或医学奖得主约翰·苏尔斯顿爵士乐观地预言：如果能够从基因层面上破译“生命天书”，那么人类理论上可以实现真正的长生不老。

人类生命的延续是通过人体组织器官中的再生潜能细胞不断增殖以补充已退化、凋亡、损伤或坏死的组织细胞，实现其组织结构和功能的维持。人类的再生潜能细胞由原始干细胞和多能干细胞在增殖时产生，且以普通细胞形式参与组织器官的结构和功能形成。当组织器官的细胞出现退化、凋亡、损伤或坏死时，这些潜能细胞在原位启动自身增殖的功能，再生复制新的细胞，及时补充到组织器官中，以此避免组织器官组成结构的缺失，保障其功能的持续。当人体所有器官的此项功能发挥正常时，人体就能维持整体生命的平衡，实现健康长寿。当人体某一组织器官的此项功能不能正常发挥时，某组织或器官就会发生病变，影响人体健康。生命就是在组织细胞不断死亡与不断再生的动态平衡中得以实现，这是人类生命的奥秘。

近年来，生命科学前沿领域的基因和干细胞研究取得很大进展，尤其在基因技术、组织器官的原位再生复制以及体外复制等方面令人关注。

此外，细胞增殖与肿瘤的关系密切。肿瘤是生物体细胞的正常生长失去控制导致的结果。根据细胞增殖周期的特点，肿瘤所含的细胞群可以分为三类。①增殖细胞群：这类细胞不断进行着细胞分裂，与肿瘤增大直接相关。由于肿瘤增殖群的细胞对抗肿瘤药物敏感，通常使用化疗控制。②暂不增殖细胞群：主要是G₀期细胞，又称为肿瘤干细胞，一般情况下不分裂，但受到某些外界因素的刺激可重新进入细胞周期而引起分裂，G₀期细胞是肿瘤复发的根源。G₀期细胞对物理或化学疗法不敏感，可采用某些诱导剂如血小板因子等诱导其返回细胞周期，再使用物理或化学疗法给予治疗。若选择手术治疗，应尽量清除残余组织，以免复发的可能。③不增殖细胞群：这类细胞是指不能进行分裂的细胞或死亡细胞。

知识链接

增殖细胞核抗原

增殖细胞核抗原是一种参与真核细胞DNA复制的蛋白质，由三个相同亚基（约29kDa）组成的环状三聚体，能与DNA聚合酶δ、聚合酶ε、复制因子C结合，DNA可在其形成的环中滑行，使前导链连续合成。研究发现增殖细胞核抗原与细胞DNA合成的关系密切，在细胞增殖的启动上起重要作用，是反映细胞增殖状态的良好指标。由于增殖细胞核抗原只存在于正常增殖细胞及肿瘤细胞内，因此近年来掀起了对增殖细胞核抗原（PCNA）研究的热潮，尤其在肿瘤方面的研究。