特化細胞

特化細胞
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特化細胞幹細胞最終分化為終端分化細胞（特化細胞）的過程。特化細胞是指具有不可逆的脫離細胞週期，喪失分裂能力，但保持生理機能的細胞。如神經細胞，肌肉細胞等。

• 在個體發育中，相同細胞的後代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，叫做細胞分化。
  • 細胞分化是就普遍性來說的。而特化是細胞分化後不同組織的表現。細胞分化最終形成的各種特殊結構和特定功能的細胞，就屬於特化細胞。
  • 胚胎細胞、成年動物的幹細胞或再生細胞，以及植物的分生細胞，等等，經過分化，都可以分化成特化細胞。
• 特化 (specialization)：由於功能、潛能、適應力等方面的限制，導致細胞、組織、器官、乃至整個個體的結構上的改變，使得個體能針對某種功能具有更大的效益。這種特化的功能，在植物有時是可逆的，有時則不可逆。

目錄

特化細胞與發育生物學

• 現代的發育生育學則加入了研究細胞成長的基因調控、分化及型態學。
  • 生命的開端及發育的過程是複雜且神奇的過程，並受一系列時間和空間的基因調控所控制。
  • 其研究成果將能幫助瞭解不正常的發育所引發的疾病如Chromosomal aberrations導致的唐氏綜合症(Down syndrome)。
• 關於細胞在胚胎發育階段如何特化之研究能幫助瞭解幹細胞特化成組織或個體的機制，並應用於醫學及生物技術上。
  • 發育生物學另外一重要應用在於瞭解細胞凋亡，去解釋細胞如何啟動自我程序性死亡。
  • 發育生物學更能提供對先天疾病深入的瞭解，並幫助找出治療的解決方法。

特化細胞與間葉細胞 (mesenchyme)

• 為胚胎結締組織之代表，主要來自於胚胎時期之中胚層細胞，但亦可由外胚層細胞分化而成。間葉細胞之細胞特化程度低、具備分化成為多種不同細胞之能力。
  • 通常間葉組織之細胞為小型之紡錘狀細胞，細胞間質中僅含少量之纖維，多呈膠狀之均勻分布。
  • 在胚胎發育之後期，間葉組織形成不同之疏鬆支持組織，在血管系統不是很發達之胚胎時期中，提供代謝物質之擴散與交換，稱為黏液組織 (mucous connective tissue)。
  • 個體發育完成後，間葉細胞分散存在於器官與組織內，提供組織再生與修補之需。

特化細胞與幹細胞

• 幹細胞是一群未特化細胞，能進行增生且能分化成不同類群細胞。
  • 目前大多數人認為再生是部分發育過程的重演，因此再生就如同正常胚胎發育，會使該個體精準的發育出適切的身體構造。
  • 一個大的個體，身體的營養補給或廢物排出都需要有循環系統幫忙，因此血管形成便是個重要工程，什麼時候該長？什麼地方要長？
• 幹細胞（英語：Stem cell）是原始且未特化的細胞，它是未充分分化、具有再生各種組織器官的潛在功能的一類細胞。
  • 幹細胞存在所有多細胞組織裡，能經由有絲分裂與分化來分裂成多種的特化細胞，而且可以利用自我更新來提供更多幹細胞。

對哺乳動物來說，幹細胞分為兩大類：胚胎幹細胞與成體幹細胞，

• • • 胚胎幹細胞取自囊胚裡的內細胞團；
    • 成體幹細胞則來自各式各樣的組織。在成體組織裡，間葉幹細胞與前體細胞擔任身體的修復系統，補充成體組織。在胚胎發展階段，幹細胞不僅能分化為所有的特化細胞- 外胚層，內胚層和中胚層(參考人工多能幹細胞)，而且能維持新生組織的正常轉移，例如血液、皮膚或腸組織。
  • 因為1960年代恩尼斯特·莫科洛克與詹姆士·堤爾在多倫多大學的發現，開啟了研究幹細胞的大門。
    • 幹細胞如今能以人工的方式生長或轉變成數種特化細胞，經由細胞培養能形成各種特定組織（像是肌肉或神經）的組成細胞。可塑性高的成體幹細胞已常態地運用在醫療上。
    • 幹細胞的來源有很多，包括臍帶血與骨髓。利用胚胎細胞培養與由自體移植取得的胚胎幹細胞成長為具治療性的複製體，也可望躋身未來的醫療方式之列。