细胞大揭秘:如何准确量化我们体内的30兆细胞?

在人体内,存在着预估多达30兆的细胞,这些细胞类型和其独特功能对于我们的生理过程至关重要。科学家们花费了大量时间研究这些细胞的分类和计数,从中揭示出我么的身体运作的奥秘。

细胞的类型可依据其生理功能、组织学(显微解剖学)、系谱或基因表达来分类。

细胞的数量与估算

亚裔人类成人的细胞数量被估计约为30兆(3×10^13),而这个数量会因性别、年龄、体重等因素有所变化,范围在20兆至40兆之间。此外,我们体内还有大约相同数量的细菌细胞。

目前尚未有方法能够准确测量人体内细胞的总数,科学家主要透过小规模的样本进行估算。不过,这些细胞似乎拥有共同特征,因此可以被归类为较少数的类型。

细胞类型的分类

对“细胞类型”的准确定义尚未公认,因此,目前无法准确得出人体细胞的类型总数。不同的细胞类型可能因表面蛋白的变异而有所不同。

2006年,Vickaryous和Hall发表了一份人类细胞类型的详细清单,列出了411种不同类型的细胞,其中包括145种神经元。

至于人类细胞图谱计划(Human Cell Atlas),自2016年启动后,目标在于“列举人体内所有细胞类型及其亚类型”。截至2018年,这个计划基于“我们对人体内数百种细胞类型及亚类型的特征描绘有限”的假设进行,但在后续版本中去除了“数百”的表述。

人类基因组与细胞数量的关联

1996年,科学家们揭示了16000个人类基因的“地图”,这引发了对人类基因数量的估计,认为约有10万个基因(或编码人类蛋白质的区域)。然而,实际的基因序列分析回响在1999年才开展,并于2003年揭示了约2万到2.5万个编码蛋白质的基因。

科学家对于细胞数量的估算或许也存在类似的错误,因为目前对人类细胞的了解仍存在重大空白。

细胞类型的特征及归类

尽管各种研究持续进行,划分所有人类细胞的单一实验仍面临挑战。最大的挑战在于缺乏标准化,科学家们尚未达成共识,要捕捉所有细胞类型需要测量什么。

有些努力旨在创建一致的细胞识别标准,例如Cell Ontology,该基准目前已为人类细胞图谱社区提供了超过2500个细胞类别的详细元数据。

细胞数据库的整合

尽管目前尚未了解所有可在人体中找到的细胞类型,但一些大型计划如HuBMAP(人类生物分子图谱计划)和人类蛋白质图谱正在持续推进,目的是整合各种细胞的数据并进行地图化。

HuBMAP项目已收集了1551个不同样本,着重于生物标记和位置,但在细胞发展和变化方面的研究尚显不足。

结论

随着科学研究的进步,我们对细胞类型和其功能的了解仍在持续深化。未来或许能揭示更大的细胞世界,让人们重新思考,我们对这些微小但却不可或缺的单位的认知究竟有多少呢?

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