La prolifération cellulaire est le processus par lequel une cellule croît et se divise pour produire deux cellules filles. La prolifération cellulaire conduit à une augmentation exponentielle du nombre de cellules et constitue donc un mécanisme rapide de croissance des tissus. Pour qu’il y ait prolifération cellulaire, il faut que la croissance et la division cellulaires se produisent en même temps, de sorte que la taille moyenne des cellules reste constante dans la population. La division cellulaire peut se produire sans croissance cellulaire, produisant de nombreuses cellules de plus en plus petites (comme dans le clivage du zygote), tandis que la croissance cellulaire peut se produire sans division cellulaire pour produire une seule cellule plus grande (comme dans la croissance des neurones). Ainsi, la prolifération cellulaire n’est pas synonyme de croissance ou de division cellulaire, malgré le fait que ces termes soient parfois utilisés de manière interchangeable.
Les cellules souches subissent une prolifération cellulaire pour produire des cellules filles proliférantes « amplificatrices de transit » qui se différencient ensuite pour construire des tissus au cours du développement normal et de la croissance des tissus, au cours de la régénération des tissus après un dommage, ou dans le cancer.
Le nombre total de cellules dans une population est déterminé par le taux de prolifération cellulaire moins le taux de mort cellulaire.
La taille des cellules dépend à la fois de la croissance cellulaire et de la division cellulaire, une augmentation disproportionnée du taux de croissance cellulaire entraînant la production de cellules plus grandes et une augmentation disproportionnée du taux de division cellulaire entraînant la production de nombreuses cellules plus petites. La prolifération cellulaire implique généralement des taux équilibrés de croissance et de division cellulaire qui maintiennent une taille de cellule à peu près constante dans la population de cellules qui prolifère de manière exponentielle. La prolifération cellulaire se produit en combinant la croissance cellulaire avec des cycles cellulaires réguliers « G1-S-M-G2 » pour produire de nombreuses descendances cellulaires diploïdes.
Dans les organismes unicellulaires, la prolifération cellulaire est largement sensible à la disponibilité des nutriments dans l’environnement (ou le milieu de croissance du laboratoire).
Dans les organismes multicellulaires, le processus de prolifération cellulaire est étroitement contrôlé par des réseaux de régulation des gènes codés dans le génome et exécutés principalement par des facteurs de transcription, y compris ceux qui sont régulés par les voies de transduction du signal suscitées par les facteurs de croissance pendant la communication cellule-cellule au cours du développement. En outre, l’ingestion de nutriments chez les animaux peut induire des hormones circulantes de la famille Insuline/IGF-1, qui sont également considérées comme des facteurs de croissance, et qui ont pour fonction de promouvoir la prolifération cellulaire dans les cellules de l’ensemble de l’organisme qui en sont capables.
La prolifération cellulaire incontrôlée, entraînant une augmentation du taux de prolifération, ou l’incapacité des cellules à arrêter leur prolifération au moment normal, est une cause du cancer.