表皮干细胞生物学的分类、功能及应用研究(2)

　　2表皮干细胞的特征和功能。

　　表皮干细胞属于未分化的干细胞，具有干细胞特性。表皮细胞通常处于静息的状态，表现为细胞核大，细胞体积小，细胞器较少，细胞内 RNA 含量低，核浆比例大[19].但是，当表皮干细胞被激活后，不仅能维持表皮数量上的平衡，还能协助损伤的修复。所以，表皮干细胞还具有比较明显的两大特征，即自我更新能力和多向分化潜能，也正是这种特征，决定了表皮干细胞的功能。

　　2.1 表皮干细胞能长期维持表皮细胞的更新。

　　维持表皮细胞的自我更新是表皮干细胞最基本的能力，在哺乳动物中表皮细胞经历着增殖、衰老、死亡的过程。在此过程中，表皮细胞不断的更新分化，来维持表皮的平衡。由于表皮干细胞通常处于静息状态，因此体内观察干细胞分裂在技术上难以实现。

　　其自我更新的证据主要来源于体外观察。有实验通过把表皮细胞在体外培养发现，在体外其具有增殖的能力[20].体内研究表明，利用同位素标记的胸腺嘧啶与肿瘤促进剂 TPA 结合，观察到标记的细胞能在体内进行有丝分裂，同时，随着时间的延长，基底部的同位素标记的含量逐渐减少，这在一定程度上证明了表皮干细胞在体内能够进行自我更新[21].

　　2.2 表皮干细胞能协助损伤的修复。

　　随着生物学研究的不断加快，人们对表皮干细胞修复损伤组织的应用潜能越来越重视。Argyris[22]首先在老鼠和兔子身上证明了毛囊对上皮损伤后的修复有重要的作用。随后，在 Ito 等[15]的实验中提出，有一部分表皮干细胞的主要作用是在损伤后发挥作用的，这类干细胞主要集中在毛囊的隆突部。

　　在损伤的急性期，首先是隆突的表皮干细胞被募集过来进行修复，并且越来越多的实验研究都证明了这一点。在损伤的初期，Taylor[23]用双脉冲标记的方法证明，在损伤后隆突部的干细胞能够分化成漏斗状的表皮细胞，并且这个实验随后也被多个实验室进一步重复和验证。近期，有学者的研究表明，表达 Krt15 的隆突中的表皮干细胞在损伤的初期是首先被激活的。而损伤的 5 d 后，隆突干细胞产生分化的细胞便会特异的从毛囊向损伤的中心迁移。

　　损伤 20 d 后，Krt15 阳性干细胞的分化便会变得非常稀少，而到了损伤后的第 50 天，损伤的周围基本上就观察不到隆突干细胞分化成的子细胞了。然后，在长期的过程中，对损伤修复有促进作用的主要是一些隆突部位之外的其他干细胞。Levy 等[24]

　　首先证明了此观点，其把 Shh-Cre 基因标记上标签，然后通过病毒的方法逆转录到所有的毛囊上皮中。通过这种方法，发现表达 R26R 的细胞在损伤的修复中能够持续的、长时间的产生克隆增殖，进而修复损伤组织。以上结果表明，除了 Krt15 阳性的表皮干细胞，其余表皮干细胞都能在组织损伤的后期修复中发挥作用。如近期，有学者发现，在毛囊的峡部以及毛囊的交界区，也存在一类表达 Gli1、Lgr6、Lgr1 的干细胞，其也能转化成其他毛囊间干细胞，协助表皮损伤的修复[25].

　　3表皮干细胞的应用。

　　目前人们对表皮干细胞的研究取得了很大的突破，表皮干细胞的应用也是当今研究的热点。人们在了解表皮干细胞的生物学特性之外，其在表皮病理性脱落，损伤后人工修复，表皮移植，肿瘤和炎症反应中都有广阔的前景[26].在大面积烧伤，广泛的瘢痕切除的手术中，由于损伤过大，靠自身的创面难以实现皮肤的再生，此时则需要足够的皮肤替代物进行修复，由于考虑到免疫排斥等炎症反应，自身表皮干细胞的培养与移植就显的非常重要[27].

　　目前，表皮干细胞培养后如何使干细胞定向分化，依旧是学术界的一个难题。同时，有学者认为皮肤癌的发生可能会与表皮干细胞的某些特性有关，且认为皮肤癌的发生与表皮干细胞的异常分化有很大的关系。

　　4总结。

　　近年来干细胞生物学的快速发展让我们对表皮干细胞的生物学特性及应用有了一个更全面的认识。

　　虽然表皮干细胞有很好的应用前景，但是在研究的过程中，仍然出现了许多新的问题，如如何更好地区分毛囊间干细胞的分群及功能，更好地区分不同干细胞的表面特有分子，以及在创伤再修复的过程中毛囊干细胞早期招募和修复的机制等。这些问题毫无疑问将会成为表皮干细胞今后研究的热点，使表皮干细胞其更进一步的应用于临床。

　　参 考 文 献。

　　[1]Lim X, Tan SH, Koh WL. Interfollicular epidermal stem cells self-renew via autocrine Wnt signaling[J]. Science, 2013, 342（6163）：1226-1230.

　　[2]Schepeler T, Page ME, Jensen KB. Heterogeneity and plasticityof epidermal stem cells[J]. Development, 2014, 141（13）：2559-2567.