細胞増殖と分化の決定的な違いは、細胞増殖が細胞の数を増やすプロセスであるのに対し、細胞分化は特定の機能を持つさまざまな種類の細胞を形成するプロセスであるということです。

受精とは、有性生殖の際に雄性配偶子と雌性配偶子が融合し、2倍体の子嚢を作ることである。この2倍体の分生子は、さまざまな変化を経て、生物へと変化していく。胚の発生過程で起こる変化として、細胞増殖、細胞分化、形態形成があります。多細胞生物は、成長・発達するために、数や質量を増やしていく。また、未分化な幹細胞は、生体内で特定の機能を果たす特定の細胞型に分化・変化する。そこで、本稿では、細胞増殖と分化の区別を簡単に説明する。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 細胞増殖とは 3. 細胞分化とは 4. 細胞増殖と分化の類似点 5. 横並び比較-細胞増殖と分化の表形式 6. まとめ

細胞増殖は何ですか？

細胞増殖とは、細胞の数が増えることである。初期胚発生において、細胞は急速に増殖する。細胞増殖は、細胞の分裂や分割の結果である。体細胞は分裂によって、遺伝的に同一の細胞を生み出す。そして、細胞の質量が増え、生物は成長する。細胞が特定の細胞型に分化すると、増殖の速度が止まるか、減少する。しかし、ある細胞は継続的な増殖を示し、またある細胞は二度と分裂しない。

図01：神経芽細胞腫細胞の異常増殖

一般に、成人の細胞の多くは、傷害や細胞死によって失われた細胞を補うために必要な場合には、増殖を再開することができる。細胞増殖は、多細胞生物で起こる注意深くバランスの取れたイベントであることは注目に値する。腫瘍は、無秩序な細胞増殖をもたらすことさえある。そのため、腫瘍の発生においては、細胞増殖が非常に高い。

細胞分化は何ですか？

細胞分化は、複数の種類の細胞を形成する過程である。多細胞動物の組織や**には、多くの特定の細胞タイプがあり、これは必要不可欠なプロセスである。分化した細胞は、特定の機能を果たすようになる。分化した後は、増殖率が低下する。さらに、細胞を分化させる能力も失います。これらの細胞は、細胞周期のG0期にとどまり、増殖しない。細胞の分化は、遺伝子制御によって細かくコントロールされています。さらに、細胞間の相互作用、ホルモンや環境因子も細胞分化を制御することができる。

図02：幹細胞の分化

セルポテンシーは、細胞が分化する能力を決定する。細胞の潜在能力には、「全能性」、「多能性」、「単能性」の4種類があり、「全能性」、「多能性」、「単能性」の3種類は、それぞれ独立した細胞である。全能性細胞がさまざまな種類の細胞に分化できるのに対し、多能性幹細胞は体内組織のあらゆる細胞に分化することができる。しかし、多能性幹細胞は、全能性幹細胞に比べて能力が劣る。多能性幹細胞はさまざまな種類の細胞に分化できるのに対し、単能性幹細胞はある特定の種類の細胞を生み出すことができる。

細胞増殖と差別化の共通点

• 細胞増殖と細胞分化は相互に関連したプロセスである。
• 同時に規制される。
• しかし、それらは別々のプロセスです。
• しかも、この2つのプロセスは多細胞生物で起こる。
• さらに、傷ついたり損傷した組織を補うためにも重要な役割を担っています。

細胞増殖と差別化の違い

細胞増殖と細胞分化は、多細胞生物において制御されるプロセスである。細胞増殖は細胞の数を増やし、細胞分化は細胞を構造的・機能的に異なるものにする。これが、細胞増殖と分化の重要な違いなんですね。さらに、細胞増殖と分化の重要な違いは、細胞増殖は遺伝的に同じ細胞を増やすのに対し、細胞分化は異なる種類の細胞を作り出すという点である。

また、細胞増殖と分化のもう一つの違いは、細胞増殖が細胞分裂や細胞増殖の結果であるのに対し、細胞分化は遺伝子発現の結果であることです。

以下のインフォグラフィックは、細胞増殖と分化の違いを一覧にしたものです。

概要 - 細胞増殖 vs. 差別化

細胞増殖と分化の違いをまとめると、細胞増殖と分化は多細胞生物に起こる重要なプロセスである。このような過程を経て、受精卵と呼ばれる2倍体の細胞から完全な個体が形成されるのです。細胞増殖とは、細胞の数を増やすことである。一方、細胞分化は、体内で特定の機能を持つ組織や**を形成する異なる種類の細胞が形成される過程である。細胞増殖は主に細胞分裂によるものであり、細胞分化は遺伝子発現によるものである。

引用

1 発生と分化における細胞増殖〉、『細胞：分子的アプローチ』。Second Edition, US National Library of Medicine, 1 January 1970, available here."Cell differentiation", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 March 2019, available here.2 "Cell differentiation", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 March 2019.