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美麗的小精靈:皮膚裏的幹細胞
發布時間:2018-11-03
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肌如白雪
玉肌伴輕風
膚如凝脂
紅臉如開蓮
素膚若凝脂
臉若銀盤,眼似水杏
腮凝新荔,鼻膩鵝脂
香腮冰潔,胭脂無染去粉飾
冰肌玉骨魂牽萦,盈盈如仙裙
......


自古以來,古人對美女肌膚的描寫詩句數不勝數,所有女人對皮膚的要求也從來沒有改變過,白淨、白皙、細膩、緊致、潤澤、彈性、白皙……更多的人是從宏觀去關注皮膚的,而實際上皮膚從細胞學上的微觀結構決定了皮膚整體的狀態。

是的,我們今天要談的就是關于讓皮膚健康美麗的小精靈---皮膚裏的幹細胞。

下面,進入正題

現在正式聊一聊大家關心的皮膚裏的幹細胞。

各位小仙女、小姐姐、小哥哥們都鑽研、沈迷于各種護膚大法----各種功效型的護膚品、各種醫美方法。皮膚結構已經被科普的很充分了:表皮、真皮、皮下組織,于是小仙百度了一張皮膚結構圖:

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( epidermal stem cells,ESC)、真皮干细胞( dermal stem cells)、毛囊干细胞( hairfollicle stem cells)、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。

小仙主要聊皮膚裏幾種主要的幹細胞吧。

1.皮膚防禦的重要角色:表皮幹細胞

首先要介紹的是表皮幹細胞。表皮幹細胞是各種表皮細胞的祖先細胞,來源于胚胎的外胚層,具有雙向分化的能力。一方面可向下遷移分化爲表皮基底層,進而生成毛囊;另一方面則可向上遷移,並最終分化爲各種表皮細胞。表皮幹細胞主要存在表皮基底層中,當然毛囊、毛囊間、皮脂腺也有。表皮幹細胞屬于未分化的幹細胞,具有幹性(自我更新和多向分化潛能)。通常時間,表皮幹細胞處于休眠靜止狀態。

表皮幹細胞可以說是皮膚健康(皮膚組織穩定),防禦修複機制中的大哥。要想皮膚好,表皮幹細胞真真是需要高度關注的:

1、 要想皮肤好,表皮干细胞正常工作少不了

表皮從基底層到表面可分爲五層,即基底層、棘層、顆粒層、透明層和角質層。每一層都有表皮細胞的參與,決定了皮膚是否能抵禦陽光紫外線、冷熱以及環境等外在刺激,是否足夠細膩光滑(角質層、透明層、顆粒層),是否能正常補充皮膚營養(有棘層),是否能保護好真皮層,産生多或少的黑色素(基底層)。

而維持表皮細胞的自我更新是表皮幹細胞最基本的能力,在此過程中,表皮幹細胞不斷的更新分化,來維持表皮的平衡,所以要想皮膚健康、光澤,表皮幹細胞一定要正常工作,發揮自我更新的作用。

2、 皮肤受伤了,也要表皮干细胞修复再生

當皮膚受傷了(日光、燙傷、刀傷......),傷口會發出求救信號,這時候,表皮幹細胞在皮膚表面逐漸上皮化,在傷口中心的上皮細胞可以和真皮細胞結合,具有更強的形成器官的可塑性,進行創傷的修複。而運用表皮幹細胞的生物物學特性,將自體角質細胞的表皮幹細胞進行培養,形成可供移植的表皮膜,將其作用于皮膚的損傷區域,可迅速使皮膚的屏障功能恢複。

3、先天不足,後天彌補---表皮幹細胞在整容醫學領域的應用

人類對美的追求永無止境,就如同胖子瘦子都把減肥挂在嘴上一樣。因此,醫療美容、醫療整形領域的發展超速,因爲表皮幹細胞來源豐富、還具有免疫特性和同種異體移植的免疫優勢,而且對于受體組織有高度的可塑性,也可以在受體組織中有效分化,融合力更強,所以在矯形損傷,整容醫學有很大的空間。

4、 化妆品安全有效性评价---表皮干细胞也能发挥作用

目前歐盟化妝品法規中禁止使用動物實驗對化妝品的安全性進行評價,因此動物替代實驗的開發和探索逐漸受到了各國的關注。其中,構建體外皮膚模型以及利用細胞試驗來評價化妝品和原料的刺激性及細胞毒性也是其中的研究熱點。

目前较为成熟的表皮模型有 Episkin 和 SkinEthic、Epiderm等,可以对化妆品的安全性、经皮肤的吸收和渗透作用及产品对皮肤屏障功能的影响等进行研究。但目前,利用表皮干细胞体外细胞系或表皮干细胞的皮肤模型进行化妆品或原料的安全性评价尚未见报道。

2.讓皮膚更有彈性:真皮幹細胞

接着说真皮干细胞。真皮干细胞又叫真皮多能干细胞或真皮间充质干细胞( skin mesenchymal stem cell,SKMSC),具有自我更新和多向分化潜能。SKMSC是MSC中的一种类型,相比于表皮和毛囊,真皮也许是成体干细胞最大的储存器。

在表皮下層,占有大部分結構的是真皮層,厚度爲0.2厘米左右,又可分爲三層,即乳頭層、乳頭下層及網狀層等,大部分由蛋白質所構成,此部分蛋白質是同膠原蛋白及彈性蛋白(elastin)組成,其他則是神經、毛細血管、汗腺及皮脂腺、淋巴管及毛根等組織構成。

皮肤的致密性,饱满度,松弛和皱纹和真皮层密切相关,皮肤衰老与真皮胶原蛋白的含量和性质有关, 真皮结构改变是皮肤衰老的主要原因,而这真皮层中的真皮干细胞功不可没。

1. 抵抗皮肤衰老,需要真皮干细胞勤奋工作

真皮干细胞具有多向分化潜能, 在一定条件下可分化为成纤维细胞,进而刺激胶原和弹力蛋白合成和分泌,让皮肤衰老的进程慢一些,再慢一些。研究真皮干细胞与皮肤衰老关系的研究人员发现,真皮来源的干细胞在环境改变的情况下将发生细胞衰老( cellular senescence)现象,并且这种现象最终将导致真皮干细胞自我更新能力的丧失。不同年龄的真皮干细胞对这种细胞衰老的过程具有不同的抵抗能力。

2. 作为种子细胞,用于组织工程,发挥更大作用

作为种子细胞制备人工真皮, 用于全层皮肤缺失的移植,为皮肤创伤完全修复打下基础;利用其成骨细胞、软骨细胞的分化潜能, 用于骨组织工程。

3. 真皮干细胞也可辅助毛囊再生

真皮干细胞能通过分泌一些促进毛囊生长的细胞生长因子如肝细胞生长因子、胰岛素样生长因子、血管内皮细胞生长因子等而促进毛囊生长, 可以用组织功能,也可以用于脱发人群。

4. 皮肤损伤修复,也离不开真皮干细胞

真皮干细胞可分化为成纤维细胞参与损伤修复, 对创伤微环境的反应明显强于成纤维细胞和血管内皮细胞等组织修复细胞。

3.毛發再生利器:毛囊幹細胞

最后再说说大家关心的毛囊干细胞。毛囊干细胞(hair follicle stem cells,FSC)是毛囊中的原始细胞,人的头发和体毛都是从毛囊中生长出来的。不过,负责生发的毛囊干细胞通常处在休眠状态,但会在新一轮生发周期中迅速活化分裂。

毛囊是毛發的基本單位,而毛發是由毛囊內的細胞生長分化而來。每根毛囊裏面住著一群毛囊幹細胞,提供新的細胞給生長中的毛囊。毛囊幹細胞也可以分化爲皮脂腺,産生皮膚所需要的油脂。毛囊幹細胞具有多重分化的潛能,能夠分化成皮膚的表皮與皮膚的附屬器,從而維持表皮的不斷再生,使表皮的凋亡與再生處于大致平衡的狀態。當表皮受到傷害時,毛囊幹細胞移動到表皮的位置,並且分化成表皮細胞,修複傷口。毛囊幹細胞還具有多方向分化潛能,可分化爲脂肪、軟骨、骨、血管平滑肌、神經元和神經膠質細胞等組織特異性細胞和造血細胞。

毛囊幹細胞比起其他器官的幹細胞更爲容易取得。在我們拔下來的毛發當中,很有可能含有毛囊幹細胞,于體外培養的技術,就可以進行大量的培養。從患者自身獲取方法簡單,數量極其可觀,是最容易獲得的幹細胞來源之一。

1. 毛囊干细胞会促进皮肤创伤修复

正常状态下,毛囊干细胞不参与皮肤表皮层的自我更新。但当皮肤受到创伤时,毛囊干细胞可被激活而迁移伤口边缘,来帮助伤口的修复和皮肤的再生。作为促进创面愈合的重要干细胞,毛囊干细胞在创伤修复过程中受到 Wnt、BMP、Notch 等多种信号通路调节,受到 LHX2、KLF4 等不同的转录因子的调控以及酶类、神经元等因素的干预。这样,不仅有利于毛囊干细胞在创伤部位的迁移、增殖与不同方向的分化,也可以通过基因修饰、诱导血管内皮细胞形成等方面使创面皮肤早期血管化,更能通过诱导使表皮和皮肤附属器官等皮肤主要结构再生,促进毛发再生和创伤后早期表皮修复。

2. 毛囊干细胞可诱导和重建毛囊形成

毛囊干细胞不仅可以分化为毛囊上皮细胞,而且可以分化为皮脂腺细胞、表皮角质形成细胞,其分化过程是干细胞分化为短暂倍增细胞,最后分化为终末分化细胞。在毛囊干细胞所在的位置,有着黑色素干细胞。黑色素干细胞也会随着毛发的生长周期而活化及分化,最后随着毛发周期进入衰退期而随着基质细胞一起退化。当黑色素细胞活化后会开始分泌黑色素嵌入我们的毛发当中使头发看起来有颜色。Wnt /β-catenin 是毛囊发育、再生循环的基本信号通路,使毛囊在再生过程出现着色一致的毛发。目前来说诱导和重建毛囊形成是组织工程皮肤最主要的目标之一,现在的脱发人群日益增加,因此保持浓密黑发是一直孜孜不倦的研发目标。

4.結束語

以上是在皮膚中存在的重要、主要的幹細胞,了解皮膚裏的幹細胞,才能有可能明白皮膚各種狀態的根源,從根源上去解決皮膚因爲損傷,衰老而引起的各種問題,才可能研發更多的産品讓皮膚如水如雪,更可能發揮皮膚幹細胞的作用,爲組織工程學貢獻更多的力量。

參考文獻
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