表皮干細(xì)胞
皮膚是人體最大的器官。皮膚及其附件保證了許多對動(dòng)物生存必不可少的關(guān)鍵功能。皮膚在抵御感染、輻射、防止水分流失和溫度變化方面發(fā)揮著重要作用。在人類和其他哺乳動(dòng)物中,皮膚由三部分組成,表皮、真皮和皮下組織。表皮形成皮膚的表面。它由幾層細(xì)胞組成,稱為角質(zhì)細(xì)胞(圖1)。真皮位于表皮下面,包含皮膚附件:毛囊、皮脂腺和汗腺。皮下組織含有脂肪細(xì)胞和一些汗腺。

圖1. 皮膚及其結(jié)構(gòu)
皮膚具有強(qiáng)大的修復(fù)和再生能力,這與表皮干細(xì)胞(EpSC)的存在直接相關(guān)。盡管關(guān)于表皮干細(xì)胞的位置、類型和數(shù)量有不同的報(bào)道,但主要研究了表皮干細(xì)胞和毛囊干細(xì)胞。本文主要集中在表皮干細(xì)胞上。
什么是EpSCs?
表皮干細(xì)胞(EpSCs)是一種具有無限增殖能力的細(xì)胞群體,可以在表皮中增殖和分化為各種功能性細(xì)胞。它主要位于表皮的基底層,屬于成體干細(xì)胞。它具有強(qiáng)大的分裂和增殖能力,以補(bǔ)充老化的角質(zhì)細(xì)胞。
EpSCs具有所有干細(xì)胞共有的兩個(gè)基本特征:它們能夠自我更新,分化為來自其組織起源的多種譜系。EpSCs的自我更新能力在體內(nèi)體現(xiàn)出來,它可以增殖和分化形成表皮的全層,并保持自身,而在體外它表現(xiàn)為克隆生長。盡管EpSCs具有強(qiáng)大的增殖能力,但在正常和穩(wěn)定的條件下它們處于相對靜息狀態(tài),在體內(nèi)緩慢分裂,周期性緩慢,并且可以進(jìn)行無限次數(shù)的細(xì)胞周期。隨著年齡的增長,EpSCs的數(shù)量也減少,因此兒童愈合傷口的能力比成年人更強(qiáng),因?yàn)閮和瘬碛懈嗟母杉?xì)胞。
EpSCs的應(yīng)用
隨著分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、組織工程學(xué)和生物工程學(xué)的發(fā)展,EpSCs憑借其獨(dú)特的生物優(yōu)勢在皮膚更新、組織修復(fù)、腫瘤形成、基因治療、細(xì)胞治療等方面發(fā)揮作用,顯示出巨大的應(yīng)用前景。
在傷口修復(fù)方面,作為皮膚的種子細(xì)胞,EpSCs可能為皮膚修復(fù)和功能重建的臨床治療開辟新途徑,例如臨床使用的皮膚覆蓋物,以滿足嚴(yán)重?zé)齻颊叩男枨蟆?/p>
在某些皮膚疾病研究領(lǐng)域,EpSCs有望在皮膚腫瘤和表皮生成的研究中發(fā)揮重要作用。例如,一些基因突變可能會(huì)導(dǎo)致整合素的異常表達(dá),從而在表皮和真皮之間形成屏障。這是大皰性表皮松解癥的重要原因之一。對疤痕和正常皮膚組織中的EpSCs進(jìn)行比較研究顯示,疤痕組織EpSCs的分化行為紊亂,表皮細(xì)胞在從基底層到表皮外層的分化過程中提前分化為末分化細(xì)胞。同樣,鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)展可能始于上皮干細(xì)胞的紊亂生長。
此外,在基因治療方面,獲得高效轉(zhuǎn)染和持續(xù)高水平的基因表達(dá)是成功治療的關(guān)鍵。將某些生長因子基因轉(zhuǎn)染到人類表皮細(xì)胞中進(jìn)行傷口移植,將在傷口中釋放足夠的生長因子,促進(jìn)傷口愈合。因此,基因治療可能在傷口愈合中發(fā)揮作用。