皮肤干细胞：它们生活在哪里，它们能做什么？

皮肤是我们身体中非常重要的组织。它保护我们免受感染和脱水，并让我们感受到许多不同的事物，例如压力或热量。我们的皮肤必须在我们的一生中不断更新。它依靠大量不同的干细胞来保持良好的状态。

皮肤是一种特殊的器官，既可以保护我们，又可以让我们感知周围的世界。

皮肤由三层组成，每一层都包含专门的细胞。

每天需要多种干细胞来维持和修复我们的皮肤。研究人员已经确定了负责制造表皮层、毛囊和皮肤色素的干细胞。

表皮干细胞目前在临床上用于为患有危及生命的烧伤和遗传疾病的患者生长皮肤。然而，该过程困难、昂贵且皮肤不正常。此外，如果皮肤严重受损，如烧伤后，移植的皮肤将缺乏汗腺、毛囊和皮脂（油）腺。

研究人员在研究什么？

研究人员目前正在努力开发方法来培育含有更多正常功能成分的皮肤，例如皮脂腺和毛囊。这将使皮肤移植物更加耐用和自然。

目前实验室制造的皮肤需要使用动物细胞来让人类皮肤细胞生长。这已被证明是安全的，但研究人员正在尝试开发不需要动物细胞进行治疗的方法。

研究人员还致力于使用转基因皮肤干细胞治疗皮肤病，例如大疱性表皮松解症。

皮肤干细胞治疗的挑战是什么？

最近，在生长含有毛囊和腺体等成分的皮肤方面取得了很大进展。然而，我们的身体有许多不同类型的皮肤；只需将手掌与头皮进行比较即可。学习如何长出这些不同类型的皮肤将是一个需要克服的重要挑战。

开发皮肤干细胞治疗的最大挑战是创造患者容易获得且负担得起的方法。

皮肤

在人类和其他哺乳动物中，皮肤分为三部分 – 表皮、真皮和皮下组织（或皮下组织）。表皮形成皮肤的表面。它由几层称为角质形成细胞的细胞组成。真皮位于表皮之下，包含皮肤附属物：毛囊、皮脂（油）腺和汗腺。皮下组织含有脂肪细胞和一些汗腺。

图片经 Macmillan Publishers Ltd 许可改编：  Nature Reviews Genetics  3，199-209（2002年3月），了解表皮形态发生的皮肤，Elaine Fuchs 和 Srikala Raghavan；doi:10.1038/nrg758; 版权所有2002。

什么是皮肤干细胞

在日常生活中，您的皮肤必须应对大量磨损。例如，它会暴露在肥皂等化学物质和物理压力下，例如衣服摩擦或暴露在阳光下。表皮和皮肤附件需要不断更新，以保持皮肤的良好状态。更重要的是，如果您割伤或损坏了您的皮肤，它必须能够有效地自我修复以继续完成其工作——保护您的身体免受外界侵害。

皮肤干细胞使这一切成为可能。它们负责皮肤的不断更新（再生）和伤口愈合。到目前为止，科学家们已经确定了几种不同类型的皮肤干细胞：

• 表皮干细胞 负责表皮不同层的日常再生。这些干细胞存在于表皮的基底层。
• 毛囊干细胞 确保毛囊不断更新。如果这些组织受损，它们还可以使表皮和皮脂腺再生。毛囊干细胞遍布整个毛囊。 
• 黑色素干细胞 负责黑色素细胞（一种色素细胞）的再生。黑色素细胞产生黑色素，因此在皮肤和毛囊色素沉着中起重要作用。目前尚不确定这些干细胞在人体中的何处。

一些研究还表明，真皮和皮下组织含有干细胞，即所谓的间充质干细胞。这在科学家中仍然存在争议，需要进一步研究以确定这些细胞是否真的是干细胞以及它们在皮肤中的作用。

表皮干细胞的临床应用

表皮干细胞是已经用于治疗患者的少数几种干细胞之一。由于1970年美国霍华德格林教授的一项发现，可以从患者身上提取表皮干细胞，进行增殖并用于在实验室中生长表皮层。然后可以将新的表皮作为皮肤移植物移植回患者身上。该技术主要用于挽救身体大面积三度烧伤患者的生命。只有少数临床中心能够成功进行治疗，而且这是一个昂贵的过程。它也不是一个完美的解决方案。这种方法只能更换表皮；新皮肤没有毛囊、汗腺或皮脂腺。

皮肤干细胞的目前研究方向

干细胞研究人员目前面临的挑战之一是了解所有皮肤附属物是如何再生的。这可能会改善对烧伤患者或其他皮肤严重损伤的患者的治疗。

研究人员还在努力寻找在实验室中培养皮肤细胞的新方法。表皮干细胞目前在啮齿类动物的一层细胞上培养，称为饲养细胞。这些细胞培养条件已被证明是安全的，但在培养将移植到患者体内的细胞时，最好避免使用动物产品。因此，研究人员正在寻找不需要使用啮齿动物细胞的有效细胞培养条件。

科学家们还致力于治疗影响皮肤的遗传疾病。由于皮肤干细胞可以在实验室中培养，研究人员可以对细胞进行基因改造，例如插入缺失的基因。可以在实验室中选择、培养和繁殖经过正确修饰的细胞，然后再移植回患者身上。大疱性表皮松解症是遗传性皮肤病的一个例子，患者可以从这种方法中受益。正在进行这项技术的测试工作。

参考资料：

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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