人類細胞的奇妙世界:從神經元到免疫細胞,我們還未發現多少種類?

人類的身體由約30兆的細胞構成,其中涉及到許多不同類型的細胞,每種細胞都具有獨特的功能與特性。科學家們對人類細胞的分類和定義仍在進行中,但一些專案正在致力於描繪這些細胞的全貌。本文將探討目前人類細胞的多樣性以及未來的研究方向。

科學家對人類細胞類型的確切數量目前尚未達成共識。

據估算,成人的身體可能擁有介於20到100兆的細胞數量,這取決於性別、年齡和體重等因素。這些細胞在結構和功能上是多樣的,並可能根據其生理功能、組織學甚至基因表達進行分類。儘管5000多種細胞類型的未來預測已被提出,但目前仍然缺乏明確的標準來定義「細胞類型」的確切數目。

在2006年,Vickaryous 和 Hall 發表了一份詳盡的人類細胞類型清單,列出了411種不同的細胞類型,其中特別包含145型神經元。隨著研究的推進,尤其是人類細胞圖譜計畫的發起,科學家們逐漸增強對各類細胞的認知。這些努力不僅專注於免疫細胞或腦細胞,還試圖全面描繪人類身體的所有細胞及其亞型。

有人預測,如果生物學家們只發現了人類細胞類型的5%,那麼未來的最大估計數字將是6000。

隨著研究的深入,科學家對於人類基因組的理解也面臨著挑戰。1996年首次揭示的16000個基因「地圖」令人類的基因數量早期被估算為10萬,但隨著後來的基因組計畫進行,科學家們發現事實上蛋白質編碼的基因數量僅在20000到25000之間。這顯示了在估算細胞數量上可能面臨的類似挑戰,因為許多細胞的特性仍然沒有被完全理解。

近年來,HuBMAP計畫是人類細胞特徵映射的一個重要項目,目前已組織了1551個不同樣本及17個專門針對不同系統的集合,然而仍然無法完全涵蓋人體的所有器官。此外,Human Protein Atlas計畫是真正試圖觀察不同細胞類型的重要工具之一,但普遍可訪問的模型卻不一定具備細胞級別的分辨率。

科學界尚未建立標準,導致識別和研究細胞的挑戰。

在標準和命名規範方面,全球科學家努力建立各種分類標準,但目前尚未形成廣泛接受的共識。Cell Ontology 是一個相對全面的元數據標準,至今已列出2500多種細胞類別,但缺乏一致性未來仍然會造成測量的困惑。這使得估計人類細胞類型數量和各類細胞數量成為一個複雜的任務。

分化有趣的是,細胞類型的來源可大致分為內胚層和外胚層。外胚層產生的神經系統細胞,如神經元,這些細胞的形狀特徵使其成為用於信號傳遞的重要生理單位。隨著人類細胞圖譜、大腦計畫等專案的推進,科學家們仍在努力揭開這些細胞的奧秘。

人類細胞的分類、數量和功能正受到全世界科學家的關注,但我們對於這些細胞的認識仍有許多未解之謎留待探索。究竟在我們尚未發現的細胞類型中,還隱藏著多少未被發現的人類生理奇蹟呢?

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