细胞分化是指在个体发育过程中，相同来源的细胞逐渐产生形态、结构和功能上的稳定性差异的过程。这一现象是多细胞生物体形成不同组织和器官的基础，也是维持生命活动的重要机制。
细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。在分化过程中，细胞内的特定基因被激活，而其他基因则处于沉默状态，这使得原本遗传信息相同的细胞逐渐获得不同的特征。例如，胚胎干细胞可分化为神经细胞、肌肉细胞或血细胞等多种功能特化的细胞类型。这种分化过程受到多种调控机制影响，包括细胞间的信号传导、表观遗传修饰以及转录因子的激活等。研究发现，Wnt、Notch等信号通路在细胞命运决定中起关键作用。分化后的细胞通过形成特定结构蛋白和功能蛋白，如血红蛋白、肌动蛋白等，最终实现生理功能的专门化。
理解细胞分化机制对再生医学和疾病治疗具有重要意义。科学家通过诱导多能干细胞定向分化，为组织修复和器官移植提供了新思路。在肿瘤治疗领域，异常分化的癌细胞调控机制成为重要研究方向。进行相关研究时，应在专业机构指导下严格遵守生物伦理规范，确保技术应用的合理性和安全性。