细胞外因素

（1）环境因素在细胞分化中的作用

细胞分化是多种因素共同作用的结果。在真核细胞中，细胞的分化会受到环境中各种因素的影响，其中主要是受细胞生物微环境的影响。例如，哺乳类动物B淋巴细胞的分化与发育依赖外来性抗原的刺激。人类机体缺碘会引起甲状腺肿、精神发育和生长发育迟缓；孕妇在妊娠期感染风疹病毒易引起发育畸形，风疹病毒主要作用于胚胎的视觉器官和心脏，易引起胎儿先天性白内障和心脏发育畸形。此外，物理性、化学性和生物性因素均可对细胞的分化与发育产生重要影响。

有关环境因素影响细胞分化与发育的机制也是目前生物医学研究的重要领域之一。该领域的深入研究，可望为环境有害因素引起的出生缺陷和发育畸形等提供新的干预靶点。

（2）细胞间的相互作用在细胞分化中的作用

①胚胎诱导（embryonic induction）。在胚胎发育过程中，一部分细胞对邻近的另一部分细胞产生影响并决定其分化方向的作用称为胚胎诱导，起诱导作用的细胞或组织称为诱导细胞或诱导组织，被诱导发生分化的细胞或组织被称为反应细胞或反应组织。胚胎诱导现象最初是由斯佩曼（Spemann）在胚胎移植（embryonic graft）实验过程中发现的，斯佩曼因此获得了1935年的诺贝尔生理学或医学奖。诱导分化现象在动物胚胎发育过程中普遍存在，一般发生在内胚层和中胚层或外胚层和中胚层之间。从诱导的层次上看，胚胎诱导可分为初级诱导、次级诱导和三级诱导。脊椎动物器官的形成是一系列多级胚胎诱导的结果。例如，脊索中胚层诱导其表面覆盖的外胚层发育为神经板是初级诱导；神经板卷成神经管后，前端又发育为原脑，原脑两侧突出的视杯再去诱导覆盖在上面的外胚层进而形成眼晶状体，此为次级诱导；晶状体又诱导覆在表面的外胚层形成角膜，是三级诱导。(https://www.daowen.com)

②分化抑制（differentiation inhibition）。细胞间的相互作用除了有诱导作用外，还有相互抑制分化的作用。在胚胎发育过程中，已分化的细胞抑制邻近细胞进行相同的分化而产生的负反馈调节作用，称为分化抑制。例如，将一个正在发育的蛙胚放入一个含有一块成体脑组织的培养液中，蛙胚不能产生正常的脑，这表明已分化的组织细胞可以产生某些能抑制邻近细胞产生同样分化的物质，以避免相同的器官重复发生。具有分化抑制作用的物质称为抑素（chalone），抑素具有组织特异性，并不属于同一基因家族，成员之间通常无同源性。由此可见，细胞之间的分化抑制作用对胚胎发育有重要的影响。

③激素对细胞分化的作用。在胚胎发育早期，外环境和胚胎诱导对细胞分化的作用是近距离的，而在胚胎发育晚期或胚后发育中，激素对细胞分化的作用是远距离细胞之间相互作用的调节因素。激素产生后通过血液循环将特定信息运送到不同部位，从而影响细胞的分化；激素作用于基因水平，然后通过对细胞质、细胞群体在形态发生上产生作用，它的作用在于引发靶细胞进行分化。如卵巢产生雌激素，睾丸产生雄激素，它们分别促进女性、男性第二性征的发育，可以认为性激素在性细胞分化中起决定性的作用。

激素必须通过细胞的受体才能起作用，所以不同激素作用的靶细胞是不同的。根据化学性质的不同，激素可以分为两种类型：一种为脂溶性的甾类激素；另一种为水溶性的肽类激素。脂溶性的甾类激素如类固醇激素、雌激素和昆虫的蜕皮素等，分子小，可穿过细胞膜脂质双分子层进入细胞质，与相应的受体形成复合物，该复合物与染色质结合，激活特定的基因进行转录，合成特异蛋白质。水溶性的肽类激素如促甲状腺素肾上腺素、生长激素和胰岛素等，分子量较大，不能穿过细胞膜，因而与分布在细胞膜表面的受体结合，并经过细胞内信号转导过程将信号传递到细胞核，影响核内DNA转录。

④细胞数量效应。小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养可发育成具有功能的胰腺组织。如果把胰原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰腺组织；如果再把分开的小块合起来，又可形成胰腺组织。由此可见细胞数量对诱导组织形成是必要的。

⑤细胞外基质。细胞外基质在胚胎发育和细胞分化中具有重要作用。例如，干细胞在Ⅳ型胶原和层黏连蛋白上演变为上皮细胞，在Ⅰ型胶原和纤黏连蛋白上形成成纤维细胞，在Ⅱ型胶原及软骨纤黏连蛋白上发育为软骨细胞。由此可见，胶原对干细胞的定向分化有诱导作用。在发育与创伤组织中，透明质酸合成旺盛，能促进细胞的增殖和迁移，阻止细胞的分化。细胞增殖一旦达到一定数量，透明质酸会被水解，取而代之的是硫酸皮肤素、硫酸软骨素等其他形式的氨基聚糖。