表皮干细胞

人表皮有两类增生KC，一种短暂倍增细胞（transit－amplifying cells），几轮分裂之后注定要经历终未分化；另一种是有高度增生潜能的干细胞。干细胞（stem cell）是指具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的一类细胞。在更新组织中，普遍存在着未分化的干细胞群。表皮是一类具有自我更新能力的组织，其干细胞为组织特异性干细胞，在胎儿时期主要集中于初级表皮嵴，成人时分布在表皮基底层，对皮肤再生、损伤修复起决定作用。在形态学上，表皮干细胞具有细胞体积小、核大、胞内细胞器稀少、核／浆比例大、细胞内RNA含量低的典型非成熟细胞的特征。生物行为的典型特征是：①慢周期性，表现为活体细胞分裂缓慢；②自我更新能力强，表现为体外培养时细胞呈克隆状生长，可进行多次分裂；③对皮肤基底膜的黏附，主要通过表达整合素来实现，是干细胞维持特征的基本条件。

一、表皮干细胞定位

表皮干细胞在胎儿时期主要集中于初级表皮嵴，至成人时呈片状分布在表皮基底层。也有人认为，表皮干细胞位于毛囊隆突部，即立毛肌附着于毛囊处的毛囊外根鞘，其与短暂倍增细胞在表皮基底层呈片状分布。体内表皮干细胞在基底层中占1%～10%，不同发育阶段的人皮肤表皮干细胞的含量不同，在皮肤损伤时的修复能力亦可表现为完全修复和不完全修复两种。

二、表皮干细胞特异性标志物

根据细胞的不同分裂增殖能力，可以把表皮细胞分为三种状态，即干细胞、短暂倍增细胞和分化细胞。干细胞为不对称分裂细胞，具有无限增殖分化能力；而短暂倍增细胞为干细胞分裂后的多级子细胞，经历有限几代分裂后即形成分化细胞。目前，如何区分这三种细胞，确定表皮干细胞的表面标记物尚存争论，被学术界普遍认可的表皮干细胞特异性标志物只有在体内呈慢性标记滞留一种，但其他一些因子，如β1－整合素、K15、K19、p63、E2－钙黏素等，仅可作为鉴定的参照。

三、表皮干细胞的增殖分化及其调控

正常情况下，表皮干细胞按一定的概率与方式进行增殖分化。在病理情况下，干细胞的增殖分化方式会发生改变以适应机体的需要。干细胞的增殖与分化行为一方面为细胞本身所预先程序化，另一方面又受细胞周围环境即干细胞所处的微环境，又称干细胞“壁龛”的调控。微环境的主要功能成分包括生长因子、细胞因子和细胞外基质分子等。这些成分在传递细胞与细胞外基质之间、细胞与细胞之间的信息中起重要作用，包括ILs、干细胞生长因子（SCF）、EGF、FGF、HGF等。细胞与细胞之间的相互调控信息还可通过细胞间的β－连环蛋白（β－catenin）来传递。

四、表皮干细胞的应用

表皮干细胞具有无限分裂增殖能力，在皮肤组织的自我更替及维护机体自稳状态中具有重要作用，在特定条件下如皮肤缺损可进行表皮再生，还可以应用表皮干细胞移植治疗皮肤溃疡。此外，表皮干细胞已经成为转基因的重要靶细胞。对于皮肤遗传性疾病，转基因的持续表达非常重要，因而干细胞是基因治疗遗传性疾病的最佳靶细胞。另外，利用转基因技术，选择能促进组织形成的相关基因，如人生长激素、白介素－2、EGF、PDGF、bFGF等基因转染培养干细胞，可为组织器官再造提供分子与基因水平的调控手段，促进组织形成和创面愈合，这将是今后组织工程研究的重要方向。