細胞増殖とは、細胞が成長し、分裂して2つの娘細胞を作り出す過程をいいます。 細胞増殖は、細胞数の指数関数的な増加をもたらし、したがって、組織成長の急速なメカニズムである。 細胞増殖は、細胞の平均サイズが集団内で一定に保たれるように、細胞の成長と細胞分裂の両方が同時に起こることが必要である。 細胞分裂は細胞成長とは関係なく起こり、徐々に小さくなる多数の細胞を作り出すことができる（接合子の切断のように）。一方、細胞成長は細胞分裂とは関係なく起こり、単一の大きな細胞を作り出すことができる（神経細胞の成長のように）。 したがって、細胞増殖は、これらの用語が時々互換的に使用されているにもかかわらず、細胞成長または細胞分裂のいずれかと同義ではありません。
幹細胞は、通常の発生および組織成長、損傷後の組織再生中または癌において組織を構築するために後で分化する増殖「通過増幅」娘細胞を生成する細胞増殖を行う。
集団における細胞の総数は、細胞増殖の速度から細胞死の速度を引いたものによって決定される。
細胞のサイズは細胞増殖と細胞分裂の両方に依存し、細胞増殖の速度が不釣り合いに増加すると大きな細胞が生成され、細胞分裂の速度が不釣り合いに増加すると多くの小さい細胞が生成される。 細胞増殖は通常、指数関数的に増殖する細胞集団の中で、細胞の大きさをほぼ一定に保つよう、細胞増殖と細胞分裂の速度がバランスよく行われる。 細胞増殖は、細胞成長と規則的な「G1-S-M-G2」細胞サイクルを組み合わせて、多くの2倍体細胞の子孫を生み出すことによって起こる。
単細胞生物では、細胞増殖は環境（または実験室の成長培地）中の栄養素の利用可能性に大きく反応する。
多細胞生物では、細胞増殖のプロセスは、ゲノムにコードされた遺伝子制御ネットワークによって厳密に制御され、発生における細胞間のコミュニケーション中に成長因子によって誘発されるシグナル伝達経路によって制御されるものを含む転写因子によって主に実行されている。 さらに、動物が栄養素を摂取することで、成長因子とみなされるインスリン/IGF-1ファミリーの循環ホルモンを誘発し、それが可能な体中の細胞で細胞増殖を促進するように機能する。
細胞増殖が制御できず、増殖率が増加したり、細胞が正常な時期に増殖を停止できないことは、がんの原因である
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