表皮干细胞用于瘢痕治疗的研究进展

骨形态发生蛋白（ＢＭＰｓ）是ＴＧＦ—Ｂ超家族成员中最大的 一族．通过调节一群广泛多样的基因活性．控制着机体组织 器官的基本发育过程。ＢＭＰｓ与ＢＭＰｌｌ型受体结合．Ⅱ型受体 其胞质段的丝氨酸／苏氨酸激酶结构域活性升高。能持续作用 使Ⅱ型受体磷酸化Ｉ型受体。磷酸化后的Ｉ型受体义能使转 录阒子Ｓｍａｄ磷酸化。并与Ｓｍａｄ结合构成复合物进入核内， 启动下游靶基｝ｌｊ的表达【５习。Ｓｍａｄｓ蛋白是ＴＧＦ—Ｂｌ家族传递 受体信号到细胞核内的细胞内信号转导分子，是日Ｉｉｉ『所知唯 一的激酶受体激活后在细胞内的底物。受体激活型Ｓｍａｄｌ、 Ｓｍａｄ２、Ｓｍａｄ３、Ｓｍａｄ５、Ｓｍａｄ８，可被Ｉ型受体特异的丝氨酸激 酶磷酸化而活化，然后才能与Ｃｏ—Ｓｍａｄ（即Ｓｍａｄ４）结合并形 成复合物，转移到核内调控转录。Ｓｍａｄ６和Ｓｍａｄ７属于抑制 性Ｓｍａｄｓ．可与活化的Ｉ型受体竞争性结合。阻止其他类型 Ｓｍａｄｓ的磷酸化．从而抑制信号转导侧。
在毛囊增殖周期ｔｌ，．处于真皮中的ＢＭＰ２、ＢＭＰ４也随之 发生周期性改变．在毛囊的退行期ＢＭＰ２、ＢＭＰ４呈高表达。 在毛囊周期的恒定增殖期却处于低表达水平．这正好与Ｗｎｔ／ ［８－－ｃａｔｉｎｅｎ在毛囊周期中相同时期的表达相反。ＢＭＰ在毛囊干 细胞周围的稳定表达可维持毛囊干细胞的静息状态，阻Ｉ卜了毛 囊下细胞的激活，却可以促进毛囊角质细胞的进一步分化而促 使毛囊分化成熟１５７Ｉ。Ｓｍａｄ４丰要通过激活细胞凋亡通路来维持 ＴＧＦ信号诱导毛囊进入退行期，ＢＭＰ和Ｗｎｔ，Ｂ－ｃａｔｉｎｅｎ两条信 号通路相互制衡以调节毛囊干细胞毛囊周期和表皮再牛。 １．４ Ｎｏｔｃｈ信号通路
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Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００９，Ｖ０１．５ Ｎｏ．６
·综述．
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－０３６４．２００９．０６．０１７
表皮干细胞用于瘢痕治疗的研究进展
赵喜彬杨松林
２上皮化过程对于成纤维细胞的影响
创伤的愈合过程分为３个阶段：炎症反应阶段、增殖阶 段以及塑形阶段Ｉ删。在伤口的上皮化过程中，根据伤口深度 的不同．上皮化的方式有所不同。如果皮肤的基底层是完整 的．缺损的表皮由皮肤基底细胞层内的表皮十细胞以自下向 上分化增殖的方式进行修复。如果皮肤的基底层受剑破坏， 伤口则Ｉ“伤口边缘附属器内的表皮干细胞向伤ｕ方向分化、 增殖、迁移而进行修复Ｈ０１。
Ｎｏｔｃｈ基因编码一种膜蛋白受体．它的两种膜蛋白配体 Ｄｅｌｔａ和Ｓｅｒｒａｔｅ表达存相邻细胞的细胞膜上。当配体和Ｎｏｔｃｈ 的胞膜外区结合时，Ｎｏｔｃｈ的胞内区（Ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｄｏｍａｉｎ ｏｆ
万方数据
Ｎｏｔｃｈ，ＩＣＮ）被金属蛋白酶（ＭＭＰ）或．ｙ分泌酶切割，脱离细胞 膜成为具有活性的游离状态。活化的ＩＣＮ被转运人细胞核并 与Ｓｕ（Ｈ）（Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ ｏｆ Ｈａｉｒｌｅｓｓ）即ＲＢＰ－－ＪＫ结合，Ｓｕ（Ｈ）单 独存在时是一种抑制性的转录因子，ＩＣＮ的结合使Ｓｕ（Ｈ）转 变为转录激活子．激活Ｎｏｔｃｈ诱导基因（Ｎｏｔｃｈ２ ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ｇｅｎｅｓ）的转录。ＩＣＮ—Ｓｕ（Ｈ）复合物直接诱导转录的靶基因是 Ｅ（ｓｐｌ）（Ｅｎｈａｎｃｅｒ ｏｆ Ｓｐｌｉｔ），Ｅ（ｓｐｌ）是碱性螺旋一环一螺旋（ｂａｓｉｃ ｈｅｌｉｘ—ｌｏｏｐ—ｈｅｌｉｘ，ｂＨＬＨ）类转录凶子。它又调节其他与细胞分 化直接相关的基因的转录Ｍ。Ｎｏｔｃｈ信号通路通过参与Ｗｎｔ信 号的下游通路决定着表皮干细胞的分化方向。
重要信号转导途径．主要通过细胞与细胞间的信号转导调节 细胞增值、分化、捌亡及抗凋亡过程。Ｗｎｔ信号通路主要指经 典Ｗｎｔ信号通路．即Ｗｎｔ／１３一ｃａｔｅｎｉｎｅ信号通路和ｌＯ个非经 典的Ｗｎｔ信号通路：Ｗｎｔ／ＰＣＰ（Ｐｌａｎａｒ ｃｅｌｌ ｐｏｌａｒｉｔｙ）信号通路， Ｗｎｔ—ｃＧＭＰ、Ｃａ：＋信号通路，Ｗｎｔ—ＲＡＰｌ信号通路，Ｗｎｔ—ＲＯＲ２ 信号通路，Ｗｎｔ—ＰＫＡ信号通路，Ｗｎ卜ＧＳＫ３一ＭＴ（Ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ） 信号通路，Ｗｎｔ—ａＰＫＣ信号通路，Ｗｎｔ—ＲＹＫ信号通路，Ｗｎｔ— ｍＴＯＲ信号通路等【“明。Ｗｎｔ在细胞膜上有两种受体：Ｆｒｉｚｚｌｅｄ 受体和脂蛋白受体。细胞外的Ｗｎｔ蛋白与细胞膜上的受体结 合之后，受体在磷酸化后通过下调ＧＳＫ３Ｂ将信号传递到细 胞内，解除ＡＰＣ蛋白、糖原合成激酶（ＧＳＫ一３１３）、轴素（Ａｘｉｎ）、 蛋向酶复合体对Ｂ一连环蛋白的抑制，活化之后的１３一连环蛋 白进入细胞核．与ＩＪｅ胛ｃｆ家族的转录凶子结合．从而激活转 录凶子，进一步激活靶基冈开始转录。通常情况下，成体哺乳 动物的Ｗｎｔ基冈在机体中处于静息状态；皮肤损伤时。激活 了深层皮肤，Ｗｎｔ基因表达Ｗｎｔ蛋白，Ｗｎｔ蛋白激活隆突部 的表皮干细胞使其增殖、分化以实现皮肤损伤的修复［４８１。
表皮于细胞主要定位于毛囊外根鞘隆突部及皮肤基底 细胞层㈣．毛囊外根鞘隆突部是皮肤干细胞的丰要柄存地。表 皮下细胞不但对毛囊生长、修复和新陈代谢起关键作用，且 对表皮损伤后的修复同样具有莺要意义。表皮下细胞具有多 向分化潜能，可分化为毛干、内髓鞘、外髓鞘和皮肤表皮角质 细胞以及皮脂腺等ｆＩＩ，创伤修复后的表皮细胞也来自于基底 层干细胞或者周围附属器内的表皮十细胞的激活和增殖。目 前，表皮干细胞表面特异性标记物尚无定论，较多采用一些 细胞表面糖蛋白，如整合素家族的Ｉｎｔｅｇｒｉｎｌ３１和Ｉｎｔｅｇｒｉｎｅｔ６、 角蛋白Ｋ１９、基因物质Ｐ６３等作为主要鉴定手段㈣。近来发现 表皮十细胞不仅是形成正常表皮增殖单ｆ矗必不可少的来源， 而且相关实验证实了表皮千细胞在创伤应激刺激后快速形 成短暂增殖细胞，然后进一步形成角质细胞被快速募集至创 面中心完成上皮化过程及创面修复。正常的．卜皮化过程对于 伤ｕ愈合ｆ分重要，如果上皮化的持续时间超过３周。就会 发生增生性瘢痕或者瘢痕疙瘩１３６１。
正常的上皮化过程对于伤口的正常愈合十分蕈要，如果 卜皮化的持续时间超过３周，就会发生增生性瘢痕或者瘢痕 疙瘩㈨．表皮细胞在表皮化的过程中受到来自表皮细胞自身 以及真皮层的多重凋节。表皮细胞迁移、增值、分化的过程通 过可溶性的细胞凶子以旁分泌、自身分泌的形式相巨作用¨４Ｉ。 伤口形成之后，表皮细胞分泌储存的ＩＬ＿ｌ ｃｃ，ＩＬ—ｌ仅活化成纤 维细胞和邻近的表皮细胞．趋化内皮细胞和淋巴细胞到创伤 Ⅸ域【ｍ。成纤维细胞依次分泌ＦＧＦ７、ＧＭ—ＣＳＦ，进一步活化基 底层附近的表皮细胞．活化过程同时受到米自创面的丘细 胞、表皮细胞、单核细胞、巨噬细胞所分泌的ＴＮＦ—ｄ ＥＧＦ家 族（ＴＧＦ—ａ、ＥＧＦ、ＨＧ—ＥＧＦ）、ＣＸＣＬ８和ＩＦＮ—ｇ的调控陋‘６１。在 伤口正常上皮化过程结束后活化停止，但是在增牛性瘢痕中 表皮细胞在上皮化结束后仍然处于活化状态［ｔＴｑ９１。受伤后２４ ｈ， 表皮细胞在巨噬细胞、成纤维细胞、表皮细胞分泌的ＴＧＦ－ｂｌ、
ＦＧＦ家族成员拥有由大约１２０个同源氨基酸残基序列 组成的核心区域。ＦＧＦ受体为络氨酸激酶受体，分为ＦＧＦＲｌ、 ＦＧＦＲ２、ＦＧＦＲ３、ＦＧＦＲ４等哑型，各业型都具有细胞外的免疫 球蛋白样结构域和细胞内的络氨酸激酶结构域。ＦＧＦ与硫酸 乙酰肝素粘多糖紧密结合后，与细胞膜上的络氨酸月第５卷第６期
本文对表皮十细胞如何通过各种信号通路的调节影响 修复的进程和结果，以及表皮１二细胞如何通过上皮化作用影 响伤口愈合而形成瘢痕等问题进行综述。
作者单位：２００２３３ 上海市 上海交通大学医学院附属第六人 民医院整形外科。
万方数据
１ 表皮干细胞参与创伤愈合的信号通路
１．１ Ｗｎｔ信号通路 Ｗｎｔ信号通路是动物的胚胎发育和组织器官形成时期的
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结合．受体形成二聚体，细胞内的络氨酸激酶活化，受体自身启 动磷酸化过程即。活化的受体通过ＦＲＳ２一；ＲＢ２－ＧＡＢＩ－Ｐ１３Ｋ－ ＡＫＴ信号级联放大通路，最终下调ＧＳＫ３１３的表达，解除Ｂ— ｃａｔｅｎｉｎ的抑制，活化后的Ｂ一连环蛋白进入细胞核，与Ｉ七ｆｆＦｃｆ 家族的转录因子结合，从而激活转录因子，进一步激活靶基因 转录。ＦＧＦ信号通路通过该途径与Ｗｎｔ信号途径相巨作用．调 节毛囊中表皮干细胞的分化方向，在创伤修复中起重要作用。
ＦＧＦＩ、ＦＧＦ２、ＦＧＦ５、ＦＧＦ７、ＦＧＦｌ０，ＦＧＦｌ３、１１ＧＦｌ８、ＦＧＦ２２在皮 肤中表达于毛囊增殖周期的不同阶段．不同的ＦＧＦ有着不同 的表达高峰，其中ＦＧＦｌ８能促进体外培养的人成纤维细胞、 毛囊隆突细胞、表皮角质细胞和血管内皮细胞的ＤＮＡ合成． 对毛囊形成及毛囊千细胞参与创面修复过程有重要促进作 用。应用ＲＴ—ＰＣＲ和原位杂交检测发现．ＦＧＦｌ３ ｍＲＮＡ在毛 囊再牛和创伤修复中表达水平增高．免疫组化检测提示 ＦＧＦｌ３蛋白仅在毛囊隆突区域表达。ＦＧＦｌ３可能存调节毛囊 ｂｕｌｇｅ细胞以及表皮基底层细胞的功能上发挥作用 １．３ ＢＭＰｆｒＧＦ一８信号通路
Ｆａｔｈｋｅ等１４９１在伤口局部使用氯化锂抑制糖原合酶激酶 ３ＧＳＫ一３Ｂ使１３一ｃａｔｉｎｅｎ积聚，从而增强Ｗｎｔ信号通路表达， 发现毛囊间表皮细胞ｆ耳生模式被改变，表皮创伤愈合面形成 包含有毛囊结构和皮脂腺结构表皮囊肿。这说明表皮细胞在 受到增强的Ｗｎｔ信号诱导后可以转化为类似毛囊的形态，是 Ｗｎｔ信号决定了皮肤细胞分化的方向。在细胞核内，Ｉ七们１ｃｆ 家族不同的因子在通路中发挥不同作用，在正常毛囊干细胞 中。‰ｆ３的表达被抑制而正常表达ＩＪｅｆｌ，ｋｆｌ与Ｂ—ｃａｔｉｎｅｎ协 同作用促使短暂增殖细胞进一步分化形成内毛根鞘。当毛囊 干细胞内Ｂ—ｃａｔｉｎｅｎ在胞质表达稳定Ｈ寸，Ｔｃｆ３的抑制被解除， 毛囊干细胞被激活，分化并参与毛囊和表皮的增殖再生嗍。 １．２ ＦＧＦ信号通路
ＦＧＦ最初是作为成纤维细胞或上皮细胞生成促进因子 被发现的．现已明确它们在脊椎动物胚胎形成过程具有调节 十细胞发育方向的功能。Ｓｔｅｒｎ等１５２幔用外源性方法阻断小鼠 胚胎发育巾的外胚层对成纤维牛长闪子（ＦＧＦｓ）的反应．没有 ＦＧＦｓ表达的细胞巾骨形成蛋白（ＭＢＰｓ）的表达增强。促使 神经外胚层向神经分化受抑制，而分化成胚胎表皮。 Ｋａｗａｎｏ等［５３－－Ｍ１对小鼠伞层皮肤ｌ｜ｌ的ｍＲＮＡ进行定量分析以 了解ＦＧＦ家族的２２个成员及其受体的表达情况。发现