細胞大揭秘:如何準確量化我們體內的30兆細胞?

在人體內,存在著預估多達30兆的細胞,這些細胞類型和其獨特功能對於我們的生理過程至關重要。科學家們花費了大量時間研究這些細胞的分類和計數,從中揭示出我麼的身體運作的奧秘。

細胞的類型可依據其生理功能、組織學(顯微解剖學)、系譜或基因表達來分類。

細胞的數量與估算

亞裔人類成人的細胞數量被估計約為30兆(3×10^13),而這個數量會因性別、年齡、體重等因素有所變化,範圍在20兆至40兆之間。此外,我們體內還有大約相同數量的細菌細胞。

目前尚未有方法能夠準確測量人體內細胞的總數,科學家主要透過小規模的樣本進行估算。不過,這些細胞似乎擁有共同特徵,因此可以被歸類為較少數的類型。

細胞類型的分類

對“細胞類型”的準確定義尚未公認,因此,目前無法準確得出人體細胞的類型總數。不同的細胞類型可能因表面蛋白的變異而有所不同。

2006年,Vickaryous和Hall發表了一份人類細胞類型的詳細清單,列出了411種不同類型的細胞,其中包括145種神經元。

至於人類細胞圖譜計劃(Human Cell Atlas),自2016年啟動後,目標在於“列舉人體內所有細胞類型及其亞類型”。截至2018年,這個計劃基於“我們對人體內數百種細胞類型及亞類型的特徵描繪有限”的假設進行,但在後續版本中去除了“數百”的表述。

人類基因組與細胞數量的關聯

1996年,科學家們揭示了16000個人類基因的“地圖”,這引發了對人類基因數量的估計,認為約有10萬個基因(或編碼人類蛋白質的區域)。然而,實際的基因序列分析迴響在1999年才開展,並於2003年揭示了約2萬到2.5萬個編碼蛋白質的基因。

科學家對於細胞數量的估算或許也存在類似的錯誤,因為目前對人類細胞的了解仍存在重大空白。

細胞類型的特徵及歸類

儘管各種研究持續進行,劃分所有人類細胞的單一實驗仍面臨挑戰。最大的挑戰在於缺乏標準化,科學家們尚未達成共識,要捕捉所有細胞類型需要測量什麼。

有些努力旨在創建一致的細胞識別標準,例如Cell Ontology,該基準目前已為人類細胞圖譜社區提供了超過2500個細胞類別的詳細元數據。

細胞數據庫的整合

儘管目前尚未瞭解所有可在人體中找到的細胞類型,但一些大型計劃如HuBMAP(人類生物分子圖譜計劃)和人類蛋白質圖譜正在持續推進,目的是整合各種細胞的數據並進行地圖化。

HuBMAP項目已收集了1551個不同樣本,著重於生物標記和位置,但在細胞發展和變化方面的研究尚顯不足。

結論

隨著科學研究的進步,我們對細胞類型和其功能的了解仍在持續深化。未來或許能揭示更大的細胞世界,讓人們重新思考,我們對這些微小但卻不可或缺的單位的認知究竟有多少呢?

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