人體正常細胞只能分裂 50～60 次嗎？

12-03

如果這是正確的，那麼：
1. 要分化出人體那麼多組織，50-60次的分裂次數夠嗎？
2. 因為2^50的確是個非常大的數據，那麼假設問題1的回答是肯定的，那麼如果人體某個地方一直受傷，需要細胞分裂補償，是不是若干次之後，那個地方就會因為失去分裂次數而失去了自我復原的能力？
3. 癌細胞發展的一個重要因素是復活端粒酶，成就細胞不死性，目的是癌細胞可以無限複製超過50次的限額 - 可是既然50次分裂都足夠分化出一個完整的人，為什麼不夠一個癌細胞來長成大腫瘤呢？

謝謝

應邀來拋磚

題主也說了，指得是正常細胞。有匿名用戶也說了，還有幹細胞。

比如在各個組織里，有專有的幹細胞，有部分全能性，能無限分裂出該組織所需要的功能細胞。但是，幹細胞的數量是受控制的，也不頻繁複制，因為分裂有變異風險，所以只是偶一為之。幹細胞可以分裂成一個普通的有限增殖細胞和一個幹細胞，也可以分裂成兩個幹細胞，看需要。

樓主的問題 2 中所擔心的情況，其實在正常的身體維護中就存在。馬上能想到的是結腸。這是因為結腸表面所處的環境相當惡劣（想像一下你吃的東西到達此處時），所以為了防止細胞在惡劣環境下出現問題，要用程序控制這些細胞主動凋亡，用新細胞替換。

這是一張結腸表面的切片，原圖在 Blue Histology

可以看到，結腸上有一個個又細又深的腸腔（圖中黑框所指就是一個）

下面這張圖，則是一個腸腔病變的示意圖，其中左邊是正常的，右邊是有關鍵基因 Apc 變異的（原圖出自 M van de Wetering et. al. Cell 111: 251-263, 2002）

可以看到，幹細胞（stem cells）位於腸腔的最下面，隱窩（crypt）的底部，受外界影響最小，也就最安全的地方。幹細胞的數量是一定的，分裂出來了祖細胞（progenitors），它們不停的分裂增殖，並延著側壁，被向上推。

當這些增殖細胞跨過了虛線進入接近腸子內腔後，就受到調控，停止增殖，開始分化，最後被推到結腸內腔，變成腸子的上皮層，並在 3 - 4 天內死亡。

當重要的基因，比如 apc 出現變異時，祖細胞不分化，持續增殖，就形成息肉，最終可能形成結腸癌。

對於惡性腫瘤來說，現在流行的癌症幹細胞模型也認為，癌細胞里也分幹細胞和普通細胞。惡性腫瘤里，只有少量的幹細胞。

至於說為什麼腫瘤不長太大，這當然要看太大有多大。

腫瘤也是由細胞組成的，細胞也需要養分。腫瘤不停的生長，也在不停的死去（因為它不正常生長，提供養分的血管生長很不規則，大量腫瘤細胞會因為養分不足或其它原因死去）。它耗費的養分，也是比相當的器官大很多的。腫瘤也就會隨著它的生長而掠奪人體自身的正常維護所需要的資源，很多癌症病人，到去逝時，都骨瘦如柴。另一方面，腫瘤的生長，也會直接壓迫周遭器官，也會影響到諸多器官的正常運作。腦瘤不需要有多大多惡性，都會因為壓迫大腦產生致命的後果。這樣下來，我們也就常常等不到腫瘤長太大，也就因為惡性腫瘤的產生的諸多問題，而堅持不下去了。

你說的這個東西叫做Hayflick界限，學過生物的都知道。
人體是一個受精卵細胞分裂來的，不過不是簡單的2^50這麼分裂。分裂過程中，產生的一部分幹細胞維持了全能性，是可以及時補充其他死亡衰老細胞的。對於幹細胞來說，不存在只能分裂50-60次這個問題，所以題主的想法是錯誤的。舉一個例子，造血幹細胞是專門負責生成新的血細胞的，也沒見人老了就沒有血細胞了。
第三個問題太大,而且題主的問法有問題，什麼叫50次分裂。就不回答了。

題主問題的基礎，即對細胞周期（Cell cycle）的理解是有偏差的。
首先，Hayflick limit是一個經驗性結論，指的是在培養成纖維細胞（Fibroblast）時發現它們傳代40～60次之後就掛了。細胞傳代是體外培養，與體內環境天壤之別，只可類比參考，不可拿來奉為圭臬生搬硬套。
其次，「正常」細胞是指什麼？是指沒有癌變的細胞嗎？至少Hayflick設計實驗時應該是這麼認為的。所以，幹細胞（Stem cell）作為可以無限分裂的「正常」細胞，簡直就是imba的存在呢！另外還有神經元（Neuron）這種不能分裂再生的細胞，它們根本還沒體會到50次分裂就停在那裡進行分化了，說「正常」細胞分裂50次，你叫它們情何以堪？
再次，細胞傳代次數次不是固定不變的，這個跟所培養的細胞的物種，種類，壽命等因素都有關。幹細胞在不分化的條件下（雖然很難保證這個條件）可以無限傳代，而成纖維細胞則只能傳幾十代；年輕細胞比老細胞可以傳更多代（所以可以用細胞傳代次數來反推所培養細胞的衰老程度，雖然不太准）。Hayflick當時就是通過一個巧妙的實驗得到「老」細胞比「年輕」細胞先停止分裂的。

說完前提，下面逐一回答問題：
1，不夠。受精卵（Zygote）作為生命體的本源，擁有無限分裂能力和分化成各種細胞的潛能，所以才有同卵雙生雙胞胎（Twin）。如果只能分裂五十次，那雙胞胎每個人都只能長到一半，誰都不會是正常人。多胞胎那就更慘不忍睹了！估計都沒個人樣了！（twins原諒我吧！）另外，胚胎（Embryo）發育（Developmental biology）是個極度複雜的過程，不只有分裂（Cell division），還有分化（Cellular differentiation），有凋亡（Apoptosis），這些@talich 和匿名用戶都說了，感興趣可以自行去Wikipedia 上看。
2，不會的，不然一輩子就只能擼五六十管，再擼就沒有了！想想都可怕！感謝精原細胞（Spermatogonium）！
3，先說明一下，這個小問題的回答更傾向是哲學討論，可辯勿噴。
首先，端粒酶（Telomerase）只是腫瘤發生機制的一個解釋，遠遠沒達到方教主（教主神威！連wikipedia都……）的地位，不可奉為神諭。腫瘤細胞發生的機制也極為複雜，不是一個端粒酶這麼簡單。要知道腫瘤細胞本來也是人體細胞的一部分，只是失去了控制，說不定人家還自認為是Neo呢！（難道只有我在看這部偉大作品時會把The Matrix理解成是人體嗎？）

另外，竊以為，有機體，包括腫瘤細胞在內，他們的行為都是基於趨利避害原則的一個貪婪演算法（Greedy algorithm），不能人為的加上一個目的。硬要說目的，那只有一個，就是活下來並傳下去。
回到問題上。第三個問題的答案是可以，參看（腫瘤圖片，噁心慎入！）Tumor - Google 搜尋。腫瘤細胞像野草，像水藻，只要條件足夠好，別說是大腫瘤，它們甚至可以長滿全世界！HeLa細胞就是一個遍布全球生物實驗室的腫瘤細胞系。但是現實是殘酷的，沒有哪個人的體內有那麼好的條件可以供腫瘤一直長，這個道理@talich 和@張嘛蛋也解釋了。
其實，這個問題本質上是貪婪演算法的缺陷，即認為「全局最優解=每一步最優解之和」。每一根野草，每一片水藻，每一個腫瘤細胞，都為了自己生長繁殖而瘋狂吞噬周圍環境的資源，但它們這種局部最優的做法不僅破壞了自身賴以生存的環境，也導致其內部大量個體因缺乏供養而死，最終並不能達到全局最優。

無奈的是，貪婪演算法在大部分情況下是好用的。更可悲的是，適者生存的法則選擇了趨利避害的貪婪演算法。因此，普通人，沒有誰能高瞻遠矚的站在一個全局的角度處理問題，即使有也會被劣幣逐良幣般的「優」勝「劣」汰掉。此乃囚徒困境（Prisoner"s dilemma）之根源。

以上。

我來回答最後一個問題吧，首先腫瘤一般指的是良性的，稱作癌的就是惡性的了，癌的特點：生長快，易轉移，對人整體危害大，大腫瘤其實有的啊，有些比較良性的腫瘤如果得不到及時治療會發展的非常大甚至超過原來體重，你沒有看到過這麼大的癌，是因為：1，癌生長太快，血管生成跟不上的話中間養分不足會壞死鈣化，2，癌沒有包膜不是在一個固定地方生長，3，癌組織對人身體破壞太明顯，長不到那麼大人就惡病質死掉了，體外培養癌細胞的話理論上是可以無限傳代的

1.人體有約5x10^13個細胞，2^50=1.12x10^15。也就是說，人的細胞複製潛力是一個正常人體細胞數量的20倍以上。再計入每代細胞的平均存活時間，就可以估算人的大致壽命。

2.首先，人的癒合能力是有限的，但這不是因為細胞分裂次數限制，而是因為自然選擇沒有賦予人這樣的能力。最常見的，龍蝦的鉗子在打鬥中斷了，可以重新長出來，但是人的四肢如果斷了，是不可能重新長出來的。而如果是在人可以癒合的範圍內，我相信你沒法做實驗讓一個地方多次受傷到最終無法癒合。最多受傷的地方，比如口腔上皮，癒合能力也是非常強的，甚至連疤痕都很少見。

3.癌細胞的危害性在於它的惡性生長給正常器官帶來的破壞和給身體的負擔。我還不太明白你說的大腫瘤的意思。如果是有包膜的，邊緣平整，可以跟機體並存很長時間足夠長大的，都是良性的，可以切除的。而這種腫瘤可以長得非常大，網上都有說長到45公斤的腫瘤，你可以想想那有多大，是不是跟一個瘦人差不多了。但是癌細胞的真正危害在於它的浸潤性，它可以在周圍的正常組織器官中不斷攫取自己的成長空間和營養，最終破壞它們。它們可以通過循環系統在體內遊走，並在遠處紮根，讓你根本無法把它們跟正常組織分開。最終只能任由它發展，或者用化療、放療這種「七傷拳」攻擊癌細胞。

4.最後，我想說人體細胞的複製，其實是很聰明的。聰明的地方，就在於幹細胞的存在。一個簡單的問題就是，如果人到中年，那身上的細胞，是都複製了25次呢，還是有的複製了幾次，有的已經50次了？如果是前者，我身上的細胞如果受傷，那麼損失的不只是一個細胞，而是這個細胞可能繼續分裂25次的那麼多個細胞。細胞每次複製都有一定幾率積累突變，也就是會在複製時發生差錯。如果是前者，那麼這些細胞都有25次機會積累到突變，可以想見如果到最後，身體會發生全面的崩潰。但是如果是後者，我可以把只分裂了幾次的細胞保護起來，而讓那些分裂次數已經很多的細胞頂在最危險的部位，更新最快的部位。這樣，受傷的損失就會很小。另外，我能保證在正常壽命內，我始終有一部分細胞是經歷了極少次的分裂的，他們發生突變的概率依然很小。當我需要的時候，我取出一份，就可以替代已經積累了很多突變的老細胞了。而這種細胞間分裂速度的不同，以幹細胞的形式保存細胞備份，就是一種很好的適應性策略。

1，50次還是嫌少，不過夠早一個嬰兒的啦
2，沒錯，用完了就會死，參考厭食症患者，他們的細胞是正常人的1/2到1/3，而且一直在凋亡以滿足能量供給，最終他們出現早衰，也就是沒有新細胞來補充了(可能幹細胞也被當成備用能源了)
3，可以，但難度大，因為是實心的，能量供給和廢物排放都是問題，通常是把它們在表面皿上做薄薄的一層。要團成一大塊，估計一會兒就缺氧死了。

還有一些細胞是不分裂的，心肌細胞，神經細胞等

理論上可以
但是現實生活中不能實現

簡單來說就是
Hayflick界限