細(xì)胞分化是指同一來源的細(xì)胞逐漸產(chǎn)生出形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能特征各不相同的細(xì)胞類群的過程，其結(jié)果是在空間上細(xì)胞產(chǎn)生差異，在時間上同一細(xì)胞與其從前的狀態(tài)有所不同。細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因組在時間和空間上的選擇性表達(dá)，通過不同基因表達(dá)的開啟或關(guān)閉，zui終產(chǎn)生標(biāo)志性蛋白質(zhì)。一般情況下，細(xì)胞分化過程是不可逆的。然而，在某些條件下，分化了的細(xì)胞也不穩(wěn)定，其基因表達(dá)模式也可以發(fā)生可逆性變化，又回到其未分化狀態(tài)，這一過程稱為去分化。
（1）細(xì)胞的分化:一個成年人全身細(xì)胞總數(shù)約1012個，可以區(qū)分為200多種不同類型的細(xì)胞：形態(tài)結(jié)構(gòu)，代謝，行為，功能等各不相同。追根溯源，這么多種細(xì)胞均來自一個受精卵細(xì)胞。所以，通常把發(fā)育過程中，細(xì)胞后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程稱為細(xì)胞分化。細(xì)胞分化發(fā)生在胚胎階段，也發(fā)生在胎兒出生以后，乃至成人階段。例如，人體血細(xì)胞的產(chǎn)生和分化，這個過程在人的一生中一直持續(xù)著。
由旺盛生長不斷分裂的細(xì)胞，轉(zhuǎn)入分化，通常從細(xì)胞周期中G1期開始時一個確定的點(diǎn)G0點(diǎn)“逃逸"出細(xì)胞周期。旺盛生長分裂的細(xì)胞和各種分化了的細(xì)胞，它們的基因表達(dá)和代謝活動各不相同。
（2）細(xì)胞的衰老:體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證明：
細(xì)胞衰老過程中會發(fā)生一系列的變化，包括：蛋白質(zhì)合成速度降低，已有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，特異蛋白質(zhì)成份出現(xiàn)；同時，細(xì)胞核，線粒體，膜系統(tǒng)、骨架系統(tǒng)等都有結(jié)構(gòu)、功能的改變。
（3）細(xì)胞凋亡:細(xì)胞的死亡是個體存活的正常現(xiàn)象，常見的細(xì)胞死亡形式有3種：壞死、凋亡和細(xì)胞毒性。多細(xì)胞生物的生命活動中，因?yàn)榄h(huán)境因素的突然變化或病原物的入侵，導(dǎo)致一部分細(xì)胞死去，稱為細(xì)胞的病理死亡，或細(xì)胞壞死。壞死是細(xì)胞暴露于嚴(yán)重的物理或化學(xué)刺激時導(dǎo)致的細(xì)胞死亡；細(xì)胞毒性是由細(xì)胞或者化學(xué)物質(zhì)引起的單純的細(xì)胞殺傷事件，不依賴于其它兩種細(xì)胞死亡機(jī)理，如殺傷T細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用。
還有一種情況，一部分細(xì)胞的死亡是生物個體正常生命活動（代謝、生長、發(fā)育、分化）的一個必要部分；似乎帶有“犧牲局部，保全整體"的意味。這種情況下的細(xì)胞死亡，明顯地受遺傳控制，稱為細(xì)胞凋亡。 凋亡（Apoptosis）則是程序性的、正常的細(xì)胞死亡，是機(jī)體清除無用的或者不想要的細(xì)胞的手段。它與細(xì)胞壞死是兩個截然不同的過程，無論從形態(tài)學(xué)、生物學(xué)還是生化的特征來說，都有明顯的區(qū)別。細(xì)胞凋亡現(xiàn)象普遍存在于生物界。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增殖、分化和衰老起著互補(bǔ)與平衡的作用，在多細(xì)胞動物的發(fā)育、形態(tài)建成與維持中扮演至關(guān)重要的角色。作為細(xì)胞的一種基本生命現(xiàn)象，凋亡失控的結(jié)果將是可怕的：凋亡不足時，易發(fā)生癌變、病毒性疾病和自身免疫疾病；而凋亡過量則可能產(chǎn)生獲得性免疫缺陷綜合征（HIV）、重癥肝炎與退行性神經(jīng)疾病，如老年性癡呆癥（Alzheimer's disease）、帕金森氏癥（Parkinson's disease）。
因此研究細(xì)胞凋亡及其機(jī)理具有重要的理論和實(shí)踐意義。
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