表皮干细胞

什么是表皮干细胞

表皮干细胞（ESCs）是一类具有无限增殖能力，可增殖分化为表皮中各种功能细胞的细胞群。主要位于表皮基底层，属于成体干细胞，具有很强的分裂增殖能力，以补充衰老脱落的角质细胞。表皮干细胞具有干细胞的特征：未成熟、体积小、细胞器小、克隆形成能力高、细胞周期慢、无限次分裂等。

表皮干细胞在组织结构中位置相对固定，目前认为毛囊隆突部是表皮干细胞的主要栖息地，其不仅对毛囊的生长起关键作用，而且对皮肤损伤后的修复同样重要。干细胞与短暂增殖细胞在表皮基底层呈片状分布，在没有毛发的部位如手掌、脚掌，表皮干细胞位于皮肤的基底层，表皮基底层中有1%～10%的基底细胞为干细胞；而在有毛发的部位表皮干细胞则位于毛囊隆突部。 

表皮干细胞与皮肤的关系

在人类皮肤中，含有多种不同的成体干细胞，包括表皮干细胞、真皮干细胞、毛囊干细胞、造血干细胞以及内皮祖细胞等，这些细胞相互协调，可产生皮肤细胞谱系，发育并构建出完整的皮肤。皮肤中的不同的干细胞有着不同的任务，让皮肤健康美丽，少不了皮肤里的干细胞！

1. 表皮干细胞是各种表皮细胞的祖先细胞

表皮干细胞是各种表皮细胞的祖先细胞，来源于胚胎的外胚层,具有双向分化的能力。

一方面可向下迁移分化为表皮基底层，进而生成毛囊；另一方面则可向上迁移，并最终分化为各种表皮细胞。

表皮干细胞主要存在表皮基底层中，当然毛囊、毛囊间、皮脂腺也有。

表皮干细胞属于未分化的干细胞，具有自我更新和多向分化潜能。通常时间，表皮干细胞处于休眠静止状态。

表皮干细胞可以说是皮肤健康、防御修复机制中的关键。表皮从基底层到表面可分为五层，即基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质层。

每一层都有表皮细胞的参与，决定了皮肤是否能抵御阳光紫外线、冷热以及环境等外在刺激，是否足够细腻光滑（角质层、透明层、颗粒层），是否能正常补充皮肤营养（有棘层），是否能保护好真皮层，产生多或少的黑色素（基底层）。

而维持表皮细胞的自我更新是表皮干细胞最基本的能力，在此过程中，表皮干细胞不断的更新分化，来维持表皮的平衡，所以要想皮肤健康、光泽，表皮干细胞一定要正常工作，发挥自我更新的作用。

2.皮肤受伤了，表皮干细胞修复再生

当皮肤受伤了（日光、烫伤、刀伤......），伤口会发出求救信号，这时候，表皮干细胞在皮肤表面逐渐上皮化，在伤口中心的上皮细胞可以和真皮细胞结合，具有更强的形成器官的可塑性，进行创伤的修复。而运用表皮干细胞的生物物学特性，将自体角质细胞的表皮干细胞进行培养，形成可供移植的表皮膜，将其作用于皮肤的损伤区域，可迅速使皮肤的屏障功能恢复。 

表皮干细胞的临床应用

随着分子生物学、细胞生物学、组织工程学及生物工程学等学科的发展，表皮干细胞凭借其特有的生物学优势在皮肤更新、组织修复、肿瘤形成、基因治疗、细胞治疗等方面发挥着重要作用，显示出其巨大的应用前景。

1.表皮干细胞与皮肤更新

ESCs的分裂与终末分化细胞的死亡、脱落维持一定的平衡，这是维持正常的组织结构和细胞内环境稳定的基本要求。正常情况下，大部分的ESCs处于静息状态，只有部分干细胞脱离干细胞群落进入分化周期，维持皮肤的更新。

2.表皮干细胞与创面修复

作为皮肤的种子细胞，它可能为皮肤修复和功能重建开辟了临床治疗的新途径，如用于临床使用的皮肤覆盖物，用以满足临床上严重烧伤患者的需求。

3.表皮干细胞与某些皮肤疾病

ESCs有望在皮肤肿瘤和表皮发生学的研究中发挥其重要作用。如某些基因突变，会导致整合素表达异常，引起表皮与真皮的连接障碍，这是大疱性表皮松解症的重要病因之一。对瘢痕和正常皮肤组织中的ESCs对比研究表明，瘢痕组织ESCs的分化行为紊乱，表皮细胞在由基底层到表皮外层的分化过程中，提前分化为终末分化细胞。同样，鳞状上皮细胞癌的发生很可能始于上皮干细胞的生长紊乱。

4.表皮干细胞与基因治疗

在基因治疗中，获得高效率转染、持久高水平的基因表达是治疗成功的关键。将某些生长因子基因转染人表皮细胞用于创面移植，使其在创面释放足够的生长因子，促进创面愈合，也因此基因治疗可能在创面的恢复中发挥作用。

皮肤干细胞的优胜劣汰

达尔文的进化论将自然选择视为一种普遍规律，它促进生物在不断繁衍的过程中逐渐“进步”，强壮的个体生存下去，弱小的个体便面临死亡。对于人体的皮肤细胞来说，这种优胜劣汰的生存法则也许同样适用。

皮肤是人体中最大的器官，分为表皮、真皮和皮下，表皮在外、真皮在内，平时我们触碰到的就是表皮。表皮是由角质形成细胞等构成的多层上皮，最下层为基底层，表皮干细胞就位于此。

如果说把表皮干细胞比喻为植物的话，那么基底层正是滋养他们的大地，而不同的表皮干细胞就好似不同的植物种类，在这里争夺属于自己的养分，好茁壮成长。

这样的竞争，其实正为我们解密了皮肤衰老的关键之处。在表皮干细胞之间的竞争之中，可以让能力强的干细胞留下、不断繁殖新的“后代”，能力弱的干细胞则被“挤走”。

这就好比成功挤走对手的干细胞茁壮成长，成为了一颗参天大树，而失败的表皮干细胞则会渐渐枯萎。当这样的细胞死亡后，就会与基底膜分离，不断向皮肤表层移动，最终从人体脱落。但是当到达一定时间，‘胜利’的表皮细胞失去了竞争对手，没有了竞争也就导致了衰老的到来。

抵抗衰老的关键-表皮干细胞的竞争

通过上面，我们得知到了一个原理，那就是抵抗衰老的关键在于表皮干细胞的竞争，竞争活力越大，也就意味着可以越持久的保持青春，那么有没有一种办法，可以长久的保持表皮干细胞的竞争呢？

现代科学研究发现COL17A1蛋白的作用就是鼓励细胞竞争，细胞之间经过竞争会让较弱的细胞遭到“驱逐”，有利于较强的细胞的复制。

但是，紫外线或其他压力因素所导致的老化，会使得COL17A1蛋白逐渐减少。COL17A1蛋白的逐渐减少，意味着较弱的细胞被复制，皮肤会变薄、更容易受损，愈合力也下降。

发现COL17A1蛋白的重要性后，有关此研究的方向就转向了如何能在COL17A1蛋白减少时，刺激该蛋白质的生长。

目前，在生命科学的机理研究中，我们已经取得一定进展，通过这些研究，或许可以通过调控COL17A1蛋白的增长来阻挡衰老的脚步。

目前找到了两种候选药物——Y27632和夹竹桃麻素，或可有效诱导表皮干细胞中COL17A1蛋白的增长，并通过促进皮肤再生来减少老化，如果把这些化合物应用在皮肤伤口上，还可显著促进伤口修复。

当然，目前这些新型药物还处于实验室阶段，但是如今在发挥药物疗效方面，药物包裹技术、透皮技术以及保证药物在靶向治疗部位缓释的技术均已发展到一定阶段，如果真能确定抗衰老、促愈合的有效成分，经过一系列动物实验、临床实验等验证之后，就很有可能迅速走向市场。

其实，随着现代生命科学的发展，国家的重视，以及对于干细胞与基因越来越深入的研究，对抗衰老，抵御人体老化，延长寿命等问题，不再仅仅存在于文学作品之中，而是即将成为可能。而随着这些研究的深入，我们也必将迎来更加健康美好的未来。

• 免疫细胞
• 间充质干细胞
• 成体干细胞
• 外周血干细胞
• 脐带血干细胞
• 乳牙干细胞
• 华通氏胶
• 造血干细胞
• 牙髓干细胞
• 脂肪干细胞