表皮幹細胞

表皮幹細胞（ESCs）是一類具有無限增殖能力，可增殖分化為表皮中各種功能細胞的細胞群。主要位於表皮基底層，屬於成體幹細胞，具有很強的分裂增殖能力，以補充衰老脫落的角質細胞。表皮幹細胞具有幹細胞的特徵：未成熟、體積小、細胞器小、克隆形成能力高、細胞周期慢、無限次分裂等。

基本介紹

• 中文名：表皮幹細胞
• 外文名：ESCs
• 特徵：通常處於靜息狀態，分裂緩慢
• 分化方式：不對稱分裂、對稱分裂

定位

表皮幹細胞在組織結構中位置相對固定，目前認為毛囊隆突部是表皮幹細胞的主要棲息地，其不僅對毛囊的生長起關鍵作用，而且對皮膚損傷後的修復同樣重要。幹細胞與短暫增殖細胞在表皮基底層呈片狀分布，在沒有毛髮的部位如手掌、腳掌，表皮幹細胞位於皮膚的基底層，表皮基底層中有1%～10%的基底細胞為幹細胞；而在有毛髮的部位表皮幹細胞則位於毛囊隆突部。

特徵

幹細胞通常處於靜息狀態，分裂緩慢，在形態學上具有未分化細胞的特點，表現為細胞體積小，胞內細胞器稀少，細胞內RNA含量低，在組織結構中位置相對固定等。
表皮幹細胞最顯著的兩個特徵是自我更新能力與慢周期性。
1.表皮幹細胞的自我更新能力表現為在體內可增殖分化形成表皮的全層並維持自身的數量，體外則表現為克隆性生長。
2.表皮幹細胞雖然具有強的增殖能力，但在正常穩定條件下，處於相對靜息狀態，在體內分裂緩慢，具有慢周期性，而且可以有無限多次細胞周期。

分化方式

表皮幹細胞的自我更新分化有兩種方式：一種是不對稱分裂，即通過分裂產生一個幹細胞和一個短暫擴充細胞，而進一步分化的任務則由短暫擴充細胞完成；另一種是對稱分裂，即一次分裂產生兩個與母細胞相同的子代幹細胞。當組織發生損傷時，表皮幹細胞就採用後一種方式進行分裂，以快速增加細胞數量的方式來滿足身體需要。

生理作用

表皮終生處於不斷更新之中，舊的表皮和毛髮脫落後能夠被新的細胞所取代。這是由於在表皮基底層中存在非毛囊表皮幹細胞。這些表皮幹細胞能夠自我更新並能通過末端分化形成角質細胞和毛囊。為維持皮膚正常組織結構和細胞內環境穩定，表皮幹細胞的增殖分化與外層細胞的不斷脫落始終保持動態平衡。隨著年齡增長，幹細胞的數量也隨之減少，所以小兒的創傷癒合能力比成人強，就是因為兒童體內的幹細胞含量更豐富的緣故。

臨床套用

隨著分子生物學、細胞生物學、組織工程學及生物工程學等學科的發展，表皮幹細胞憑藉其特有的生物學優勢在皮膚更新、組織修復、腫瘤形成、基因治療、細胞治療等方面發揮著重要作用，顯示出其巨大的套用前景。
1.表皮幹細胞與皮膚更新
ESCs的分裂與終末分化細胞的死亡、脫落維持一定的平衡，這是維持正常的組織結構和細胞內環境穩定的基本要求。正常情況下，大部分的ESCs處於靜息狀態，只有部分幹細胞脫離幹細胞群落進入分化周期，維持皮膚的更新。
2.表皮幹細胞與創面修復
作為皮膚的種子細胞，它可能為皮膚修復和功能重建開闢了臨床治療的新途徑，如用於臨床使用的皮膚覆蓋物，用以滿足臨床上嚴重燒傷患者的需求。
3.表皮幹細胞與某些皮膚疾病
ESCs有望在皮膚腫瘤和表皮發生學的研究中發揮其重要作用。如某些基因突變，會導致整合素表達異常，引起表皮與真皮的連線障礙，這是大皰性表皮鬆解症的重要病因之一。對瘢痕和正常皮膚組織中的ESCs對比研究表明，瘢痕組織ESCs的分化行為紊亂，表皮細胞在由基底層到表皮外層的分化過程中，提前分化為終末分化細胞。同樣，鱗狀上皮細胞癌的發生很可能始於上皮幹細胞的生長紊亂。
4.表皮幹細胞與基因治療
在基因治療中，獲得高效率轉染、持久高水平的基因表達是治療成功的關鍵。將某些生長因子基因轉染人表皮細胞用於創面移植，使其在創面釋放足夠的生長因子，促進創面癒合，也因此基因治療可能在創面的恢復中發揮作用。