中心體

中心體是動物或低等植物細胞中一種重要的無膜結構的細胞器，存在於動物及低等植物細胞中。每個中心體主要含有兩個中心粒。它是細胞分裂時內部活動的中心。高中《生物》對“中心體和中心粒”是這樣描述的：“動物細胞和低等植物細胞中都有中心體。它總是位於細胞核附近的細胞質中，接近於細胞的中心，因此叫中心體。在電子顯微鏡下可以看到，每個中心體含有兩個中心粒，這兩個中心粒相互垂直排列。中心體與細胞的有絲分裂有關。” ^[1] 

中心體的基本結構、功能在超微結構水平，典型的真核細胞中心體由一對中心粒和其周圍物質組成。中心粒周圍為雲狀電子緻密物，稱為中心粒周圍物質（PericentriolesMaterial,PCM），中心粒周圍物質圍繞2箇中心粒。中心粒由9組三聯體微管組成，形成一桶狀結構。中心粒的直徑為0.16～0.23μm,長度變動於0.16～0.56μm之間，成對相互垂直排列。微管長度約為0.4μm，由微管蛋白組成，包括α/β/γ/δ/ε微管蛋白、中心體蛋白centrin和tektin絲狀體以及與它們相連的結構蛋白。中心粒周圍物質組成纖維狀網絡結構，這種纖維狀網絡結構被稱為中心體矩陣，中心體矩陣連接各種蛋白。包括聚集微管的γ微管蛋白複合物。中心粒周圍物質圍繞着中心粒組成中心體微管組織中心(MicrotubuleOrganizingCenter,MTOC）。中心粒不直接參與細胞質微管的形成。在哺乳動物細胞，中心體是主要的微管組織中心。中心體在間期細胞中調節微管的數量、穩定性、極性和空間分佈。在有絲分裂中，中心體建立兩極紡錘體，確保細胞分裂過程的對稱性和雙極性，而這一功能對染色體的精確分離是必需的。在維持整個細胞的極性、為細胞器的定向運輸提供建築框、參與細胞的成型和運動上，中心體和微管都起着主要作用。

中心體是動物細胞和低等植物細胞的細胞器。通常它不存在於高等植物的體細胞內，但是，卻出現於苔類、蕨類、鐵樹等具有產生鞭毛或纖毛的精子的精細胞內。即使是低等生物也有這樣的例子，如在變形蟲樣細胞裏沒有中心體，但是在它向鞭毛細胞移動的期間，卻同樣會出現中心體。用光學顯微鏡可以看到在中心體的中央有兩個小的染色很深的中心粒（在光學顯微鏡分辨力的限度內）和包圍着中心粒的明亮的在光學上為均質的中心球，在周圍有呈放射狀發育的稱為星體的絲狀結構。但是，中心球和星絲的發育程度是因細胞的種類和時期而異。

一般分佈於動物細胞和低等植物細胞中，位於細胞核附近的細胞質中，接近於細胞的中心 ^[4]  。中心體一般位於細胞核旁，高爾基區中央。在細胞分裂前，中心體完成自身複製成兩個，然後分別向細胞兩極移動；到中期時，兩個中心體分別移到細胞兩極；到細胞分裂後期、末期，隨細胞的分裂分配到兩個子細胞中。而且，絕大多數動物細胞的中心是細胞核區，而中心體只是位於細胞核一側的高爾基區的中央。

在電子顯微鏡下可以看到中心粒的超微結構。中心粒為成對的圓筒狀小體，長度大約為0.3—0.5微米，直徑為0.15—0.20 微米。每個中心粒由27條很短的微管組成。在橫切面上，可以看到中心粒圓筒狀的壁是由9組三聯體微管盤繞成環狀結構。儘管普通光學顯微鏡的分辨率為0.2微米，但已可以看到成對的中心粒的存在了。

中心體之所以被稱為中心體是因為其在細胞分裂時分別位於兩個正分裂細胞的中心，所以稱之為中心體。 ^[5] 

在細胞分裂間期，成對的中心粒進行自身複製成兩對，然後向細胞兩極移動，當中有凝膠化的紡錘絲相連。到中期時，成對的中心粒（中心體）移到細胞兩極，當中的紡錘絲形成紡錘體。到了分裂後期、末期，紡錘絲、紡錘體逐漸不鮮明，已在細胞兩極的中心體也隨細胞的分裂分配到兩個子細胞中。

中心體在細胞分裂時期，中心粒在結構上也發生一定的變化。首先是在中心粒的周圍生長出一些圓形小體，每個圓形小體有一個短杆與中心粒上的每個三聯體微管相聯。因此，實際上每個中心粒上是相聯九對圓形紡錘絲、紡錘絲以中心粒向四周放射，這種放射的紡錘絲——星射線就構成中心粒四周的星體。

因此，中心粒（中心體）參加細胞分裂的活動，是細胞分裂時內部運動的中心。即，中心粒與細胞分裂有關，而不僅僅“與細胞的有絲分裂有關”。只是，中心體在有絲分裂過程中發現，在有絲分裂過程中研究得較多而已。

綜上所述，對於“中心體和中心粒”應如此描述：“動物細胞和低等植物細胞中都有中心體，它通常位於細胞核一側的細胞質中。在光學顯微鏡下可以看到，每個中心體主要含有兩個中心粒，這兩個中心粒互相垂直排列，中心體與細胞分裂有關”。

中心體（centrosome）主要的微管組織中心，位於細胞核一側。由一對互相垂直排列的中心粒（centri-oles）及其周圍一團透明的電子密度高的無定形的中心粒周圍物質所組成。微管並非直接從中心粒組裝，更直接具有微管組織中心作用的是中心粒周圍物質，微管是從這部分物質生長出來的。中心粒是直徑0.2微米，長0.4微米的圓筒狀小體，筒壁由9組對徑向成45度傾斜排列的三聯體微管圍成。在動物細胞中，中心粒隨細胞週期完成其本身的發育週期，G1晚期，兩個中心粒稍微分開，於S期，在每個母中心粒旁與其垂直的方向長出一個子中心粒，子中心粒不斷延長，在G2期，每個中心體內含有兩對中心粒，在有絲分裂早期，中心體分成兩部分，各自形成兩個中心體，並從其周圍發出微管形成星狀體，星狀體不斷向兩極移動，形成紡錘體的兩極。經過有絲分裂期，每個子細胞的中心體各獲得一對中心粒。

中心體是細胞中的一個較小的細胞器。作為主要的微管組織中心(MTOC)，在間期細胞及有絲分裂期的細胞中起着重要的作用。當中心體功能障礙時，可能引起染色體的分裂異常，並導致惡性腫瘤的發生。本文簡要介紹了中心體的結構、功能，紡錘體裝配檢測點的調節機制，中心體複製及觸發，中心體複製與細胞週期的關係，中心體蛋白，中心體異常以及可能的原因，並對其未來的研究和在臨牀上的應用進行了展望。一個世紀以來，中心體這一微小的細胞器對生物學家來説一直是一個迷。中心體雖然很小且不引人注目，但是它卻在細胞中起着重要的作用。其中一個重要的功能是構成有絲分裂紡錘體。紡錘體微管和動力微管在細胞分裂時牽引染色體到細胞兩極，使每一子代細胞都具有完整的染色體。如果沒有中心體，細胞將不可能進行正常分裂。越來越多的研究結果表明，當中心體功能障礙時，有可能引起癌症，至少部分癌症是因為中心體功能障礙導致染色體異常而引起。

發表在2022年6月17日的《Science》期刊上的研究成果表明，德國慕尼黑大學神經生物學者Magdalena Götz及其團隊對人類中心體有了新的認識，而中心體的功能障礙與許多神經發育障礙有關。研究發現一種特定的蛋白，即普遍表達的剪接蛋白PPRF6，在神經幹細胞的中心體富集，但在神經元中卻沒有。在腦畸形室周異位患者中發現的該蛋白的突變也導致了動物模型中的類似表型。這項研究首次解釋了為何一種存在於所有細胞中的蛋白在發生突變後只在大腦中引起表型，而在其他器官中卻沒有。