皮膚干細(xì)胞：它們生活在哪里，它們能做什么？

皮膚是我們身體中非常重要的組織。它保護(hù)我們免受感染和脫水，并讓我們感受到許多不同的事物，例如壓力或熱量。我們的皮膚必須在我們的一生中不斷更新。它依靠大量不同的干細(xì)胞來(lái)保持良好的狀態(tài)。

皮膚是一種特殊的器官，既可以保護(hù)我們，又可以讓我們感知周?chē)氖澜纭?/p>

皮膚由三層組成，每一層都包含專(zhuān)門(mén)的細(xì)胞。

每天需要多種干細(xì)胞來(lái)維持和修復(fù)我們的皮膚。研究人員已經(jīng)確定了負(fù)責(zé)制造表皮層、毛囊和皮膚色素的干細(xì)胞。

表皮干細(xì)胞目前在臨床上用于為患有危及生命的燒傷和遺傳疾病的患者生長(zhǎng)皮膚。然而，該過(guò)程困難、昂貴且皮膚不正常。此外，如果皮膚嚴(yán)重受損，如燒傷后，移植的皮膚將缺乏汗腺、毛囊和皮脂（油）腺。

研究人員在研究什么？

研究人員目前正在努力開(kāi)發(fā)方法來(lái)培育含有更多正常功能成分的皮膚，例如皮脂腺和毛囊。這將使皮膚移植物更加耐用和自然。

目前實(shí)驗(yàn)室制造的皮膚需要使用動(dòng)物細(xì)胞來(lái)讓人類(lèi)皮膚細(xì)胞生長(zhǎng)。這已被證明是安全的，但研究人員正在嘗試開(kāi)發(fā)不需要?jiǎng)游锛?xì)胞進(jìn)行治療的方法。

研究人員還致力于使用轉(zhuǎn)基因皮膚干細(xì)胞治療皮膚病，例如大皰性表皮松解癥。

皮膚干細(xì)胞治療的挑戰(zhàn)是什么？

最近，在生長(zhǎng)含有毛囊和腺體等成分的皮膚方面取得了很大進(jìn)展。然而，我們的身體有許多不同類(lèi)型的皮膚；只需將手掌與頭皮進(jìn)行比較即可。學(xué)習(xí)如何長(zhǎng)出這些不同類(lèi)型的皮膚將是一個(gè)需要克服的重要挑戰(zhàn)。

開(kāi)發(fā)皮膚干細(xì)胞治療的最大挑戰(zhàn)是創(chuàng)造患者容易獲得且負(fù)擔(dān)得起的方法。

皮膚

在人類(lèi)和其他哺乳動(dòng)物中，皮膚分為三部分 – 表皮、真皮和皮下組織（或皮下組織）。表皮形成皮膚的表面。它由幾層稱為角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞組成。真皮位于表皮之下，包含皮膚附屬物：毛囊、皮脂（油）腺和汗腺。皮下組織含有脂肪細(xì)胞和一些汗腺。

圖片經(jīng) Macmillan Publishers Ltd 許可改編：??Nature Reviews Genetics??3，199-209（2002年3月），了解表皮形態(tài)發(fā)生的皮膚，Elaine Fuchs 和 Srikala Raghavan；doi:10.1038/nrg758;?版權(quán)所有2002。

什么是皮膚干細(xì)胞

在日常生活中，您的皮膚必須應(yīng)對(duì)大量磨損。例如，它會(huì)暴露在肥皂等化學(xué)物質(zhì)和物理壓力下，例如衣服摩擦或暴露在陽(yáng)光下。表皮和皮膚附件需要不斷更新，以保持皮膚的良好狀態(tài)。更重要的是，如果您割傷或損壞了您的皮膚，它必須能夠有效地自我修復(fù)以繼續(xù)完成其工作——保護(hù)您的身體免受外界侵害。

皮膚干細(xì)胞使這一切成為可能。它們負(fù)責(zé)皮膚的不斷更新（再生）和傷口愈合。到目前為止，科學(xué)家們已經(jīng)確定了幾種不同類(lèi)型的皮膚干細(xì)胞：

• 表皮干細(xì)胞 負(fù)責(zé)表皮不同層的日常再生。這些干細(xì)胞存在于表皮的基底層。
• 毛囊干細(xì)胞 確保毛囊不斷更新。如果這些組織受損，它們還可以使表皮和皮脂腺再生。毛囊干細(xì)胞遍布整個(gè)毛囊。 
• 黑色素干細(xì)胞?負(fù)責(zé)黑色素細(xì)胞（一種色素細(xì)胞）的再生。黑色素細(xì)胞產(chǎn)生黑色素，因此在皮膚和毛囊色素沉著中起重要作用。目前尚不確定這些干細(xì)胞在人體中的何處。

一些研究還表明，真皮和皮下組織含有干細(xì)胞，即所謂的間充質(zhì)干細(xì)胞。這在科學(xué)家中仍然存在爭(zhēng)議，需要進(jìn)一步研究以確定這些細(xì)胞是否真的是干細(xì)胞以及它們?cè)谄つw中的作用。

表皮干細(xì)胞的臨床應(yīng)用

表皮干細(xì)胞是已經(jīng)用于治療患者的少數(shù)幾種干細(xì)胞之一。由于1970年美國(guó)霍華德格林教授的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，可以從患者身上提取表皮干細(xì)胞，進(jìn)行增殖并用于在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)表皮層。然后可以將新的表皮作為皮膚移植物移植回患者身上。該技術(shù)主要用于挽救身體大面積三度燒傷患者的生命。只有少數(shù)臨床中心能夠成功進(jìn)行治療，而且這是一個(gè)昂貴的過(guò)程。它也不是一個(gè)完美的解決方案。這種方法只能更換表皮；新皮膚沒(méi)有毛囊、汗腺或皮脂腺。

皮膚干細(xì)胞的目前研究方向

干細(xì)胞研究人員目前面臨的挑戰(zhàn)之一是了解所有皮膚附屬物是如何再生的。這可能會(huì)改善對(duì)燒傷患者或其他皮膚嚴(yán)重?fù)p傷的患者的治療。

研究人員還在努力尋找在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)皮膚細(xì)胞的新方法。表皮干細(xì)胞目前在嚙齒類(lèi)動(dòng)物的一層細(xì)胞上培養(yǎng)，稱為飼養(yǎng)細(xì)胞。這些細(xì)胞培養(yǎng)條件已被證明是安全的，但在培養(yǎng)將移植到患者體內(nèi)的細(xì)胞時(shí)，最好避免使用動(dòng)物產(chǎn)品。因此，研究人員正在尋找不需要使用嚙齒動(dòng)物細(xì)胞的有效細(xì)胞培養(yǎng)條件。

科學(xué)家們還致力于治療影響皮膚的遺傳疾病。由于皮膚干細(xì)胞可以在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)，研究人員可以對(duì)細(xì)胞進(jìn)行基因改造，例如插入缺失的基因。可以在實(shí)驗(yàn)室中選擇、培養(yǎng)和繁殖經(jīng)過(guò)正確修飾的細(xì)胞，然后再移植回患者身上。大皰性表皮松解癥是遺傳性皮膚病的一個(gè)例子，患者可以從這種方法中受益。正在進(jìn)行這項(xiàng)技術(shù)的測(cè)試工作。

參考資料：

This factsheet was created by Melissa Maggioni. 

Reviewed in 2011 by Yann Barrandon.

Reviewed in 2015 and 2018 by Kim Jensen.

Skin graft photograph from Yann Barrandon, previously published in Ronfard et al., TRANSPLANTATION 2000.
Skin structure diagram adapted by permission from Macmillan Publishers Ltd: Nature Reviews Genetics 3, 199-209 (March 2002), Getting under the skin of epidermal morphogenesis, Elaine Fuchs & Srikala Raghavan; doi:10.1038/nrg758; Copyright 2002.
Other images by Melissa Maggioni.

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