La proliferazione cellulare è il processo con cui una cellula cresce e si divide per produrre due cellule figlie. La proliferazione cellulare porta ad un aumento esponenziale del numero di cellule ed è quindi un meccanismo rapido di crescita dei tessuti. La proliferazione cellulare richiede che la crescita e la divisione cellulare avvengano contemporaneamente, in modo che la dimensione media delle cellule rimanga costante nella popolazione. La divisione cellulare può avvenire senza crescita cellulare, producendo molte cellule progressivamente più piccole (come nella scissione dello zigote, mentre la crescita cellulare può avvenire senza divisione cellulare per produrre una singola cellula più grande (come nella crescita dei neuroni). Quindi, la proliferazione cellulare non è sinonimo di crescita cellulare o divisione cellulare, nonostante il fatto che questi termini siano talvolta usati in modo intercambiabile.
Le cellule staminali subiscono la proliferazione cellulare per produrre cellule figlie proliferanti “amplificatrici di transito” che poi si differenziano per costruire tessuti durante il normale sviluppo e crescita dei tessuti, durante la rigenerazione dei tessuti dopo un danno, o nel cancro.
Il numero totale di cellule in una popolazione è determinato dal tasso di proliferazione cellulare meno il tasso di morte cellulare.
La dimensione delle cellule dipende sia dalla crescita che dalla divisione cellulare, con un aumento sproporzionato del tasso di crescita cellulare che porta alla produzione di cellule più grandi e un aumento sproporzionato del tasso di divisione cellulare che porta alla produzione di molte cellule più piccole. La proliferazione cellulare comporta tipicamente una crescita cellulare bilanciata e tassi di divisione cellulare che mantengono una dimensione cellulare approssimativamente costante nella popolazione di cellule in proliferazione esponenziale. La proliferazione cellulare avviene combinando la crescita cellulare con regolari cicli cellulari “G1-S-M-G2” per produrre molte progenie di cellule diploidi.
Negli organismi unicellulari, la proliferazione cellulare risponde in gran parte alla disponibilità di nutrienti nell’ambiente (o nel mezzo di crescita del laboratorio).
Negli organismi multicellulari, il processo di proliferazione cellulare è strettamente controllato da reti di regolazione genica codificate nel genoma ed eseguite principalmente da fattori di trascrizione, compresi quelli regolati da vie di trasduzione del segnale sollecitate da fattori di crescita durante la comunicazione cellula-cellula nello sviluppo. Inoltre, l’assunzione di nutrienti negli animali può indurre ormoni circolanti della famiglia Insulina/IGF-1, che sono anche considerati fattori di crescita, e che funzionano per promuovere la proliferazione cellulare nelle cellule di tutto il corpo che sono in grado di farlo.
La proliferazione cellulare incontrollata, che porta ad un aumento del tasso di proliferazione, o un fallimento delle cellule di arrestare la loro proliferazione al momento normale, è una causa di cancro.