我們身上每個細胞的DNA都一樣嗎？

引言

不考慮共生的微生物，成年人身上大概有37萬億個細胞（數字完整寫出來，就是37,000,000,000,000，有點嚇人）。中學甚至大學的生物教科書告訴我們，所有的這些細胞，都是由同一顆受精卵發育而來的。因此，我們身上每個細胞的核DNA，或者說基因組，都是一模一樣的。而至於為何有的會變成神經元，有的會變成骨骼肌，是基因的選擇性表達引起的。

然而事實上有這麼簡單嗎？這篇文章帶大家開開眼界。

在正文之前，我們要先排除一些特殊情況。比如腫瘤是基因變異引起的，因此腫瘤細胞的DNA就和身體的其他正常細胞不一樣。再比如一些老化的細胞，會有染色體、DNA的損傷，因此基因組也有了變化。我們還要進一步排除因為細胞分裂帶來的極低概率的鹼基突變。我們僅僅關注，在細胞本身「沒有生病」「沒有衰老」的情況下，其基因組會不會發生變化。

1

淋巴前體細胞

免疫細胞中的淋巴前體細胞（能分化成為T細胞和B細胞），存在VDJ重組現象。VDJ是variable (V)，diversity (D) 和joining (J)基因區域的縮寫。而VDJ重組這種體細胞DNA重組現象，是為了編碼產生不同的抗體，還有T細胞和B細胞受體，要不然，免疫系統怎麼能抵禦那麼多中病原體呢？

2

生殖細胞

成熟的生殖細胞（精子、卵子），還有極體，是單倍體基因組細胞。不過，它們的DNA與其他細胞的差異，還不限於此。還記得遺傳學的第三定律，即基因連鎖互換定律嗎？

生殖細胞形成過程中，位於同一染色體上的基因是連鎖在一起，作為一個單位進行傳遞，稱為連鎖律；而一對同源染色體上的不同對等位基因之間可以發生交換，稱為交換律或互換律。

這就造成了，在成熟的生殖細胞之間，它們的基因組是會出現差異的。

3

皮膚上皮細胞

在正常的眼蓋皮膚上皮細胞中，由於長期接受紫外線的緣故，25%的上皮細胞中，攜帶著與癌症相關的基因突變。而突變的類型非常多，可以形成數百個不同的克隆。如下圖示一個平方厘米的眼蓋上皮中的突變細胞克隆。

值得強調的是，雖然攜帶與癌症相關的突變，但這些皮膚上皮都是正常的、沒有病變的細胞。

4

神經元

單細胞測序表明，人體13%-41%的神經元，存在大片段的基因拷貝數變化，有的增多，有的減少。如下圖是來自5個個體的神經元數據，綠色箭頭表示該處DNA缺失，紅色箭頭代表擴增。

而這種現象，在神經元的祖先，即神經幹細胞中就存在了。比如，下圖第一個細胞多了一條2號染色體，而第二個細胞少了一條8號染色體。

當然，由於不可能拿到人的神經幹細胞來研究（怎麼可以拿活人來解剖嘛），因此有關神經幹細胞的結論，是在小鼠身上得到的。

5

肝細胞

在正常的肝細胞中，存在著多倍染色體和非整倍染色體的現象。多倍體和非整倍體肝細胞的比例似乎還沒定論，但有觀察稱，最高可佔全部肝細胞的50%。也有研究稱，這個比例是動態變化的。當身體處於應激狀態時，這個比例就會升高，而正常狀態下這個比例就比較低。

肝細胞的多倍體和非整倍體，可以由異常有絲分裂以及細胞融合機制來產生。比如下圖示肝細胞的融合，棕黃色的部分就是融合的細胞。

而下面這張圖示肝細胞異常的有絲分裂，染色體沒有均勻地分配到兩極去。

6

骨骼肌細胞

骨骼肌細胞更是多倍體細胞的代表。「一個」肌細胞中可以出現多個細胞核。不過，它的產生機制是，「多個」肌細胞融合成「一個」。在心肌和平滑肌細胞中則沒有這種現象。

如下圖，右方一條鮮紅色的就是一個肌細胞，其中含有多個深藍紫色的小點，即細胞核。

7

破骨細胞

破骨細胞和骨骼肌細胞一樣，也是通過細胞融合產生的多核細胞。

8

多核巨細胞

免疫系統中的多核巨細胞更加牛逼，它除了可以是「巨噬細胞-巨噬細胞」之間的相融合，還可以是多種不同細胞的融合，比如「T細胞-巨噬細胞」。當然，這種細胞融合通常是在免疫反應情況下才會產生，比如異物侵入（如手術縫線、痛風尿酸結晶）、病毒感染、細菌感染等。

感覺又被高中生物騙了好多年……

（註：本文整理自我的知乎答案：體細胞內有沒有基因不同的細胞？ - 吳思涵的回答 https://www.zhihu.com/question/270372871/answer/353937816）

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