从受精卵到血小板：细胞分化的单行道

《工作细胞》持续热映，霸权预定，在大家被一只只血小板萌得不要不要的时候，被一个个白血球帅的两眼小星星或是想舔巨噬细胞姐姐柴刀的时候，是否想过这样一个问题：

我们，是如何从一个受精卵，发展到拥有如此多种类的细胞呢？

今天，UP想跟大家聊一个概念——细胞分化。

细胞分化这一概念，是伴随着多细胞生物的出现而出现的。

细胞结构最早出现于单细胞生物。对于单细胞生物而言（如生物课本里出现过的草履虫，引发疟疾的疟原虫等），整个身体就一个细胞。这个细胞兼有摄食、消化、排泄、呼吸、运动、生殖等功能。

看似五脏俱全，但单细胞生命形态的天花板是显而易见的。当各种生命过程都拥挤在一个小小的细胞内时，就注定了没有空间去发展得足够复杂而完善。此外，单细胞生物还面临着无法同时完成多种生命活动的困境。举个例子，一个草履虫在进行生殖时，万一遭遇捕食者，很难马力全开逃出生天（因为参与繁殖的蛋白同时承担着运动功能）。

或许你会问，单细胞为什么不增加细胞的体积，来获得更大的空间，去安排这些生命过程呢？

这里需要介绍一个概念——细胞的相对表面积。

“细胞的表面积与细胞体积之比，叫做细胞的相对表面积。细胞的体积越小，其相对表面积越大，则细胞的物质运输效率越高，能够进行高效和快速的代谢和通讯。一般说来，代谢速率快的分生组织细胞比成熟组织细胞要小。细胞的相对表面积是制约细胞体积大小的因素之一。”（百度百科）

emmmm……说人话？

简而言之，细胞需要通过表面的细胞膜从外界摄入生存所需的养分。当细胞体积变大时，整个细胞需要的能量会增加，但细胞膜面积的增长远远赶不上细胞体积的增长。设想一下，一个人体积变大了1000倍，但嘴只变大了10倍，很可能这个人不停地吃东西，还是会饿死。

综上所述，单细胞生命形态想要突破向复杂生命形态发展的天花板，就必须向着分工合作的方向发展，即多细胞生命形态及细胞分化。

以动物为例，多细胞动物发展的起点是腔肠动物门，其代表动物有僧帽水母（剧毒！）、海蜇（没错，就是那个可以凉拌的海蜇）、北极霞水母、红珊瑚等。

腔肠动物的一大特点是，开始出现真正的细胞形态分化，机能也开始有了分工。一部分细胞承担保护、感觉及生殖等功能，一部分细胞承担消化、吸收等功能。

这样的分工，正是藉由细胞分化才得以实现。

 细胞分化，是指个体发育过程中，细胞后代间形态、结构及功能上产生稳定性差异的过程。

细胞分化有三大特点：

1.稳定且不可逆（一个细胞一旦分化为红细胞，就不可能再变成白细胞或T淋巴细胞）

2.分化过程中出现组织特异性蛋白质（红细胞里的血红蛋白，在白细胞里是不会出现的）

3.细胞分化方向的决定早于形态差异的出现（这一条本文不展开，略过）

细胞分化是如何实现的呢？做减法。

受精卵可以发育成各种组织和细胞，随着细胞分裂与个体发育，新的细胞逐渐开始失去全能性，可以分化的种类越来越少，比方说，造血干细胞可以分化成各类成熟的血细胞，但它无法分化成生殖细胞或表皮细胞。

这样的分化，是通过细胞对于基因的选择性表达来实现的。

生物的遗传信息储存在DNA中，每一个细胞分裂复制时，这一整套DNA遗传信息都会完整地复制过去，因此每一个细胞都携带该生物个体完整的遗传信息（成熟红细胞等特例除外）。

然而，细胞并不会将所有的信息都表达出来。比方说，皮肤表面的上皮细胞不会表达血红蛋白的基因。同理，胃部负责分泌胃酸的细胞只会分泌胃酸，不会心血来潮分泌胰岛素玩。

通过细胞分化，细胞的形态与功能得以区分，不同功能和形态的组织器官得以形成，于是才有了如今千姿百态的生命，包括人类。

那么，我们在享受细胞分化带给我们的好处之时，是否为此付出了代价呢？

当然，比方说，癌症。

细胞分化，对于被分化的细胞本身而言，是一个失去很多权利的过程，比如繁殖的权利。

对于单细胞生物而言，完全不必担心，因为一个细胞就是一个生物体，所以每一个细胞都有繁殖的权利。但对于多细胞生物而言，绝大多数的体细胞，已经永远地失去了繁殖的权利。

或许你会说，我结婚生孩子了，不就是繁衍后代了么？为什么说我的细胞会失去繁衍的权利呢？

请注意，这里的结婚生子，是从生物体层面而言。真正参与这个过程的，只有你的生殖细胞。对于体细胞而言，尽管生殖细胞内的遗传物质和它是基本一样的（可能会有极少数突变），但它毕竟没有参与到繁殖的过程中。而自我复制与繁殖，是生命的本能，细胞层面亦是如此。

本能被压抑，会不爽，不爽久了，就会搞事情：“你凭什么不让我增殖？生殖细胞宁有种乎？反正我有全套的遗传信息，我自己来！”于是开始进行不受生物体调控的恶性增殖。一旦这种恶性增殖没有及时被免疫系统清理，就会发展为癌症。

（以上是癌细胞产生的学说之一，癌症发生的具体因素非常复杂，且尚未研究清楚）

通过介绍细胞分化这一概念，我有这样几个想法希望分享给大家：

1.取舍，选择，权衡，舍弃过多的可能性，找到自己的位置，与环境达成平衡。这是细胞教给我们的智慧之一。

2.所有的选择，都要承担后果，所有的力量，都要付出代价。

3.很多事情没有优劣或对错。多细胞生命形态一定比单细胞高级么？或许只是遗传信息传递的不同载体罢了。

（大胆猜测，癌细胞会是后面某集的反派，甚至可能是大反派。HIV会不会出场呢，好奇）

由于细胞分化的具体过程较为复杂，本文略过不表。

健康饮食，规律作息，良好心态，适度运动，就是对我们体内努力工作的细胞们最好的支持。