細胞増殖

細胞増殖とは、細胞が成長して分裂し、2つの娘細胞を生成する過程である。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}細胞増殖は細胞数の指数関数的な増加につながるため、組織成長の急速なメカニズムである。細胞増殖には、細胞の平均サイズが集団内で一定に保たれるように、細胞の成長と細胞分裂の両方が同時に起こる必要がある。細胞分裂は細胞の成長を伴わずに起こり、徐々に小さくなる多数の細胞を生成する（接合子の分裂のように）一方、細胞成長は細胞分裂を伴わずに起こり、より大きな単一の細胞を生成する（ニューロンの成長のように）。したがって、これらの用語が互換的に使用されることがあるにもかかわらず、細胞増殖は細胞の成長または細胞分裂と同義ではない。^{[ 5 ]}

幹細胞は細胞増殖を起こし、増殖する「中間増殖性」娘細胞を生成し、これらの娘細胞は後に分化して、正常な発生や組織の成長、損傷後の組織再生、または癌において組織を構築する。

集団内の細胞の総数は、細胞増殖率から細胞死率を差し引いた値によって決まる。

細胞の大きさは、細胞の成長と細胞分裂の両方に依存しており、細胞の成長速度が不均衡に増加すると大きな細胞が生成され、細胞分裂速度が不均衡に増加すると多くの小さな細胞が生成されます。細胞増殖は通常、細胞の成長速度と細胞分裂速度のバランスが取れており、指数関数的に増殖する細胞集団において細胞の大きさがほぼ一定に保たれています。細胞増殖は、細胞の成長と規則的な「G1- S -G2- M」細胞周期を組み合わせることによって起こり、多くの二倍体細胞の子孫が生成されます。

単細胞生物では、細胞増殖は主に環境（または実験室の培養培地）中の栄養素の利用可能性に反応する。

多細胞生物では、細胞増殖のプロセスは、ゲノムにコード化された遺伝子制御ネットワークによって厳密に制御され、主に転写因子によって実行されます。これには、発生中の細胞間コミュニケーション中に成長因子によって引き起こされるシグナル伝達経路によって制御されるものも含まれます。^{[ 4 ]}成長因子が増殖を誘導するためには、細胞が必要な脂質、タンパク質、ヌクレオチドを合成するのに十分な栄養素が利用可能でなければなりません。mTORC1などの細胞センサーは、成長因子からのシグナルと栄養素の利用可能性を統合して増殖を制御します。^{[ 6 ]}動物では、栄養素の摂取により、成長因子とも考えられているインスリン/ IGF-1ファミリーの循環ホルモンが誘導され、体中の増殖可能な細胞で細胞増殖が促進されます。

制御不能な細胞増殖、すなわち増殖率の増加、または細胞が正常なタイミングで増殖を停止できない状態は、癌の原因となる。