表皮干细胞

表皮干细胞
1 表皮干细胞的概念
表皮基底部具有不断增殖和分化能力的干细胞称为表皮干细胞Epidermal stem cell, ESC，表皮干细胞为皮肤组织中的专能干细胞，是一种成年组织干细胞，可增值分化为表皮中的各种细胞成分，保持皮肤正常的表皮结构。

2 表皮干细胞的来源
表皮干细胞的来源可能有：
①胚胎干细胞诱导分化产生。

②已分化细胞逆转产生。

③间充质细胞再生为表皮干细胞
④毛囊处的干细胞是表皮干细胞的仓库
⑤造血干细胞或其他组织干细胞随血液循环迁移或过客至表皮组织，在某些因素的刺激下，由于干细胞个可塑性而向表皮干细胞横向分化。

3 表皮干细胞的分化
表皮干细胞的分化方式有两种：对称分裂和不对称分裂，前者分裂成两个和母细胞相同的子代干细胞；而后者则分裂成一个子代干细胞和一个与母细胞不同的短暂扩增细胞（TAC），TAC属定向祖细胞。

4 表皮干细胞的分布
成体表皮起源于胚胎表面的神经外胚层细胞，表皮干细胞在胎儿期主要集中于初级表皮嵴，成人时表皮干细胞主要分布在表皮基底层和毛囊外根鞘膨凸部，不同部位表皮干细胞的数量也存在差异，正常人头顶部、阴阜、阴囊皮肤组织中的表皮干细胞多于其他部位，皮肤基底层表皮干细胞以包皮及阴囊最多，从组织工程种子细胞的供应来源考虑，以男性包皮最佳，在客观上也容易获得。

5 表皮干细胞的特征
表皮干细胞有3个典型特征：
①慢周期性
②较强的自我更新能力
③对皮肤基底膜的粘附：干细胞主要通过表达整合素实现对基地膜的粘附，这是维持其在基底层环境中稳定的基本条件，对建立皮肤附属结构的空间分布也很重要。

6 表皮干细胞的标记物
目前一些细胞表面糖蛋白，如整合素、核蛋白P63、角蛋白等已被作为表皮干细胞的特异性标记物而受到关注，见表1。

表1 表皮细胞标记物
Table 1 markers of the epidermal cell
细胞类型常见标志物
表皮干细胞β1整合素、α6整合素、P63、K15、K19、烟
酸己可碱、CD90、CD98、CD200
短暂扩增细胞K5、K14
终末分化细胞CD71、K1、K10、CX43、Dsg3
7 表皮干细胞的调控
干细胞的调控是指给出适当的因子条件，对干细胞的增殖和分化进行调控，使之向指定的方向发展。

干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响，内在因素包括细胞的结构蛋白，特别是细胞骨架成分调控细胞的不对称分裂；核因子的调控基因表达；干细胞与非干细胞系子代细胞的染色体修饰及生物钟等。

外部环境指干细胞生存的微环境——干细胞壁龛，即众多的细胞因子以自分泌或(和)旁分泌的形式调控者干细胞的增殖、分化与迁移，经筛选且经详尽研究的是成纤维细胞生长因子与表皮细胞生长因子家族；干细胞分化过程中细胞间黏附发生变化，钙粘连蛋白和B整合素表达下调是细胞间脱黏附而向终末分化的特征；c-mycmRNA表达下调是干细胞向终末细胞分化的先决条件，诱导整合素水平下降，细胞对基底膜脱黏附；细胞外基质成分变化也影响着干细胞的分化。

人体表皮细胞存在逆分化现象，即表皮细胞可逆分化转变为表皮干细胞，这一重要发现对揭示人体衰老的奥秘以及对创伤、难治性皮肤病等的临床治疗具有重要意义。

8 皮干细胞的临床应用
表皮干细胞的研究对皮肤癌的发生机制及烧伤患者表皮再生有重要意义。

最近，有学者
将外源基因通过反转录病毒导入表皮干细胞，并植入体内，结果机体可长期维持传到基因的表达，从而为表皮干细胞应用于基因治疗提供了依据。

例如，对于表皮松懈、鱼鳞病等单基因皮肤退行性疾病，通过导入正常目的基因即可达到治疗目的。

基因治疗不仅适用于皮肤遗传性疾病，对于各种原因引起的皮肤癌也同样适用。

如毛裳肿瘤，通过导入肿瘤抑制基因，阻断或抑制肿瘤发生过程，还可将耐药基因或造血生长因子基因导入正常毛囊干细胞或耐药细胞株，提高化疗耐受力。

将皮肤干细胞按组织工程的原理构建皮肤，已成为解决临床治疗中皮源缺乏问题的根本途径。

皮肤种子细胞的主要来源是患者自体细胞、异体细胞和异种细胞，但由于存在着体外培养周期较长和延迟排斥反应等缺陷，自体皮肤干细胞有望成为更可靠的种子细胞来源。

如果将来能像分离表皮干细胞那样分离出真皮干细胞，可为临床患者提供大量自体表皮或真皮细胞，构建全皮替代物，不仅解决皮肤移植中的免疫排斥问题，而且将开辟新的种子细胞来源途径，同时为一些皮肤遗传性疾病及皮肤癌患者的临床治疗带来希望。

严重创伤、大面积烧伤以及整形术后的创面覆盖，对于临床医生是一个十分棘手的问题，除利用患者自身皮肤外，人们采用同种异体皮、异种皮以及其他相关修复材料来覆盖创面。

但由于排异性使其应用受到限制，也仅能作为一种暂时性创面覆盖物。

多年来人们一直试图通过刺激或诱导患者自身创面残存的上皮细胞来修复创面，其中表皮干细胞的调控便是其中一个重要的领域之一。

医学界期望能够用干细胞来修复那些坏损的组织或器官。

表皮干细胞培养技术的进步，使应用培养的自体角质细胞来抢救患者成为可能。

患者一小片标本经3周的培养期，角质形成细胞的数量可达5 000～10 000倍，形成可供移植的表皮膜，并以被成功应用于临床。

培养的角质形成的细胞最大有点是能提供大量可供移植的表皮膜或细胞，作用于患者受区时能迅速恢复皮肤的屏障功能，因而提高了患者的生存机会。

对于那些角膜原干细胞损伤的患者来说，常规的角膜移植是毫无帮助的。

Pellegrini等给两例单侧角膜损伤的患者实施了角膜干细胞移植，长期随访表明，再生的角膜十分稳定，患者的视力也有了明显的提高。

最近有人报道，将角膜干细胞收集、体外扩增后，移植去细胞的羊膜可制成所谓的工程角膜，移植后取得了满意的效果。

衰老及老龄化已成为当今社会普遍关注的问题，随着生活水平的提高，人们对衰老整形手术的要求越来越高。

有人设计出“干细胞原位培植四维抗衰老美容整形手术”，即将干细胞原位培植皮肤再生技术应用于皮肤衰老整形中，同时在衰老组织的三维改变中，加上时间因素，根据研究对象的具体特点及要求，临床上给予最大满足。