皮肤表皮干细胞的研究进展

成体的皮肤一生都在不断的自我更新,其中的毛囊还是保证毛发进行生长-脱落周期循环的细胞组织学基础。存在于表皮内的干细胞维持了成体皮肤的自我平衡及毛发再生。表皮是由构体分子组成。每个构体分子包含毛皮脂单位（毛囊和皮脂腺）及其周围的毛囊间表皮。毛囊间表皮具有祖细胞,损伤时能自我更新;毛囊具有多能干细胞,在新毛发周期开始或者损伤时能够启动干细胞功能,为毛囊的生长或表皮的修复提供细胞来源。本文概述了当前对表皮干细胞的认识,着重阐明毛囊间表皮内有祖细胞的证据,毛囊间表皮干细胞在体外的自我更新能力,毛囊膨突部内干细胞的特征和一些相关基因的表达等。     

毛囊干细胞

毛囊干细胞被认为是具慢周期性特点,但特定条件下具有较高增殖能力和克隆形成潜能的细胞。它们在形态学和生物化学上处于较原始的状态,常具有多潜能性。利用干细胞标记技术和克隆形成能力检测手段,人们发现毛囊干细胞主要存在于位于毛囊上半部的隆突部位。毛囊干细胞潜在的分子标记包括β1-整合素、α6-整合素、CD71、角蛋白19、p63和CD34,而在体内和体外它们的分子标记也不尽相同。毛囊隆突部位的干细胞能够分化成表皮、上皮性毛根鞘、发杆和皮脂腺。在个体发育过程中,它们具有分化成其他多种细胞系的能力。对于在毛发形态形成和生长周期中毛囊干细胞的行为,研究者们提出了多种假说,包括隆突激活假说和干细胞迁移假说。如今,毛囊干细胞主要应用于制备皮肤的代替品。     

组织工程技术诱导毛囊再生

中国台大医学工程学研究所助理教授林颂然利用组织工程技术,成功诱导毛囊再生。动物试验从大鼠身上取下十个毛囊,短短二十天培养出八百万到一千万个乳突细胞;再以三百到五百个乳突细胞为一个单位,混合大鼠表皮细胞,植入裸鼠表皮,结果裸鼠长出毛发。只要人体十颗毛囊通过生物反应器可制造近千万个真皮乳突细胞,具有诱导毛囊长出毛发功能,成为治疗秃头的新希望。     

敲除非受体酪氨酸激酶c-Abl促进小鼠毛发循环和再生

c-Abl作为非受体酪氨酸激酶家族的成员,参与调节多个组织器官的发育过程,如神经、血管及骨骼等。c-Abl的异常激活也往往导致神经退行性疾病或肿瘤的发生。到目前为止,c-Abl在皮肤和毛发器官中的研究非常少。本研究首先分析了c-Abl基因在皮肤和毛囊中的动态表达情况,发现在毛囊上皮有丰富的表达,然后利用表皮特异性工具小鼠K14-Cre将c-Abl基因在表皮敲除,发现毛囊由静息期向生长期的转换略有加快。小鼠脱毛实验发现,当所有毛囊都从头开始再生时,突变鼠的毛囊起始比对照小鼠更快。这些结果均表明,在表皮敲除c-Abl基因能够导致毛发循环和毛囊再生的加快。进一步的研究发现,以上表型可能是c-Abl通过调节BMP信号通路造成的。我们的工作首次研究了c-Abl基因在皮肤毛囊中的动态表达,揭示了c-Abl通过BMP信号通路调节毛囊再生的机制。     

人皮肤表皮干细胞体外培养与应用研究进展

人皮肤表皮干细胞是具有无限增殖潜能以及多向分化能力的专能干细胞,广泛存在于表皮基底层以及毛囊隆突部位。目前,表皮干细胞在分离、纯化、培养等领域都取得了一定进展。表皮干细胞的应用主要在皮肤创面的修复、组织工程皮肤的构建以及基因治疗等领域。本文从干细胞的来源、分离、纯化鉴定、培养与应用等方面进行综述。     

食鱼蝙蝠Merkel细胞的分布及超微结构

本文通过免疫组织化学与透射电子显微镜技术对食鱼蝙蝠Merkel细胞的分布及超微结构进行了详尽的研究.研究表明,Merkel细胞广泛存在于食鱼蝙蝠背部、腹部、股间膜、脚掌、翼膜皮肤的凸起、毛囊及表皮的基层.脚掌Merkel细胞的密度显著多于其他部位.这些结果意味着Merkel细胞可能与触觉有关：凸起物毛发对空气流动敏感,它可能通过感知身体周围空气的流动来调节飞行过程中的姿势.超微结构表明,与其他脊椎动物相比,食鱼蝙蝠的Merkel细胞含有较多的中间纤维及较大的内含物颗粒.     

皮肤毛囊发育的转录组研究进展

近年来,转录组测序技术在动物重要经济性状受复杂基因网络的调控研究领域取得了显著的成果。作为哺乳动物皮肤的衍生物,毛囊是唯一具有高度自我更新能力、独特的可再生器官,毛囊细胞经增殖分化最终形成毛发。已有的研究表明,诸多生长因子及其受体作为体内分泌协调基因的重要因素,对毛发的生长发育起着重要的调控作用。文章综述了近年来转录组测序技术在人、小鼠及羊等生物的皮肤毛囊发育和再生过程中基因调控方式的研究进展,旨在为今后人工干扰绒毛周期生长发育和分子育种提供理论依据,同时也为皮肤毛囊相关疾病的临床治疗提供新思路。     

角蛋白15在大鼠皮肤发育中表达的研究

目的研究角蛋白15(K15)在大鼠皮肤发育中的表达状况,定位表皮干细胞.方法以不同年龄大鼠背部皮肤为标本,用组织学方法,观察出生后大鼠皮肤的形态发育变化;以K15单克隆抗体为一抗,进行免疫组织化学染色,观察K15在大鼠皮肤中的表达状况.结果(1)组织学方法显示,随着年龄的增长,大鼠背部表皮细胞层数逐渐变少;在毛囊的生长周期中,以隆突区为界,毛囊上段为恒定区,下段呈周期性变化(2)免疫组化染色显示,毛囊隆突区细胞胞浆表达K15,随年龄的增长,K15阳性细胞出现在毛母质细胞区、毛囊外根鞘和表皮基底层.结论表皮干细胞位于毛囊隆突区,与表皮的更新和毛囊的周期性变化有关.     

《自然一通讯》：干细胞培育毛囊有望治疗秃头症

日本研究人员在新一期英国《自然一通讯》杂志上发表报告说,他们利用成年实验鼠干细胞和人类千细胞分别蠛声出毛囊,并移植到没毛发的实验鼠皮肤上。都成功让它长出毛发。未来有望将这一技术用于治疗秃头症。东京理科大学教授口孝领导的研究小组分析显示,移植的毛囊与周围的皮肤和神经等组织融合良好,在毛发脱落后还能继续长出新的毛发。     

小鼠毛囊发育分子遗传学机制研究进展

毛囊作为皮肤的附属器官,具有不断进行组织再生的特点,是研究干细胞的一种理想模型。毛囊发育机制十分复杂,其形态发生与持续终生的再生循环过程涉及表皮(上皮)和真皮(间充质)之间的相互作用。现已有相关的小鼠遗传模型被用于研究毛囊发育及再生的分子机制。该综述介绍最新的小鼠遗传学研究,主要涉及在毛囊发育过程中分别来自表皮和真皮中关键信号分子的敲除或过表达,以描绘一个控制毛囊发育和周期性循环的信号网络,为深入立体地理解毛囊发育机制和临床毛发疾病发病机制提供理论依据。     

胚胎干细胞源性表皮干细胞在肾被囊微环境中分化潜能的研究

目的 探讨胚胎干细胞源性表皮干细胞在肾被囊微环境中的分化情况,为研究其在不同微环境中的分化潜能和稳定性及寻找新的皮肤工程种子细胞奠定基础。方法129小鼠E14胚胎干细胞与人羊膜共培养4d,定向诱导其分化为呈β1整合素、CK15和CK19阳性的表皮样干细胞克隆,无菌手术下移植入129小鼠双侧肾被囊内,术后4周、6周和8周取材。对移植后细胞的分化情况进行形态学和CEA和CK18免疫组织化学观察。结果小鼠胚胎干细胞源性表皮干细胞在129小鼠肾被囊内4周,分化为由单层或复层上皮样细胞构成的管状和泡状结构,种植6周和8周,除上述结构外,可见角化复层扁平上皮、汗腺样、皮脂腺样及毛囊样等结构。免疫组化结果汗腺样结构呈CEA和CK18阳性。结论研究结果表明小鼠胚胎干细胞源性表皮干细胞在肾被囊微环境下,可具有分化为角化复层上皮、汗腺样、皮脂腺样及毛囊样结构的潜能。     

白边油蝠表皮角质化细胞末端分化的超微结构

蝙蝠是一种唯一能够飞行的哺乳动物,其皮肤的超微结构尚未见报道。在电镜下观察了白边油蝠(Pipistrellus kuhlii)背部和翼膜皮肤的超微结构。表皮的厚度较低(10~12μm),角质层下有1~2层的刺细胞,该刺细胞由相似于鸟类无羽表皮的纤细角化细胞形成。颗粒层不连续且仅有少量小型透明角质颗粒(<0.3μm)。在翼膜的若干区域,表皮简化为一层与角质层相连的基底层。过渡期的角化细胞几乎不存在,提示其角质化过程非常迅速。基底膜上的无数半桥粒在真皮下面形成密集的附着点。大量胶原纤维直接维系在半桥粒和基底膜的致密层上,稀疏的弹性纤维使得蝙蝠表皮在飞行时易于伸展、在飞行后易于迅速折叠而不会受到损伤。与鸟类的表皮相似,蝙蝠角化细胞富有大量的脂质。由于脂质有助于蝙蝠皮肤在飞行中与冷空气流的传热绝缘,大量脂质的存在可能是为补偿蝙蝠翼膜的真皮缺乏厚的脂肪层。研究还表明,毛发较薄(4~7μm),并具有与皮层相似的突状物组成的精细表皮,其表皮细胞形成钩状抓握点使毛发紧紧粘结在一起,通过这种方式毛皮保持紧凑以恒定体温。     

LncRNA在哺乳动物毛囊发育调控中的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度超过200 nt,本身不具编码能力的真核转录本,是基因编码蛋白的关键调节器,在转录水平和转录后水平调节基因的表达,广泛分布于动植物基因组中,作为一类重要的调节因子参与生命发育周期、细胞分化及疾病相关的一些生物学过程。目前,已有一些与皮肤生物学相关lncRNA的报道,但其在皮肤毛囊发育和毛发纤维中的功能及作用机制鲜有报道。近年来,新一代测序技术和芯片技术的结合为lncRNA的鉴定提供了更加有效和快速的途径。研究表明,部分lncRNA对皮肤毛囊细胞的增殖、分化及真皮乳头的形成具有一定影响,其相关靶基因参与调控毛囊的周期性生长。结合近期研究进展就lncRNA对毛囊生长发育的调控作用进行了综述,旨在为后续研究哺乳动物毛囊生长发育相关lncRNA的作用及调控机制奠定理论基础。     

治疗灰发新处方:基因治疗?

AntiCancer Inc.(San Diego,CA)成功地完成了一项临症前期试验,公司称这项实验为其毛发颜色恢复基因治疗的原理提供了证据。公司的研究人员以脂质体为载体将lacZ标记基因送入培养的小鼠全厚皮的毛囊中。 AntiCancer公司的目标是用酪氨酸酶基因重复这项实验。酪氨酸酶是黑色素生产途径中的必要因素,而后者是一组决定毛发、眼睛和皮肤颜色的一组聚合物。AntiCancer总裁Robert Hoffman称:“我们认为酪氨酸酶能够扭转毛发变灰的过程。”研究目标是将此基因导入灰变人群的毛囊中。     

STX17在不同毛色小鼠皮肤中差异表达与在毛囊中的定位

突触融合蛋白17 (STX17)是一种囊泡蛋白,参与细胞中物质的运输.为研究Stx17在不同毛色皮肤中是否存在差异表达及明确它在毛囊中的定位,进行了普通PCR、real-time PCR、免疫组化和蛋白免疫印迹实验对小鼠皮肤组织和体外培养黑素细胞的Stx17基因及蛋白的检测.普通PCR检测得出小鼠皮肤和黑色素细胞总RNA有Stx17 CDS区序列的表达;荧光定量检测显示,在白、灰、黑3种组织中Stx17均有表达,在灰色腹部表达量最高,是黑色皮肤的1.682倍,昆明鼠白色皮肤中表达量最低,是黑色皮肤的0.115倍;皮肤组织免疫组化结果显示,STX17表达于毛囊的上皮根鞘,且毛囊上段和中段表达量高于下段,黑色素细胞的免疫组化分析得出,STX17在黑色素细胞的细胞质和细胞膜上均有表达;蛋白免疫印迹结果显示,在白色、灰色和黑色皮肤均有STX17蛋白阳性条带且灰色皮肤中表达量最高,黑色皮肤次之,白色皮肤中表达量是最低的,这与荧光定量检测结果一致,体外培养的小鼠黑色素细胞中也有STX17蛋白阳性条带.实验结果表明,小鼠Stx17基因在皮肤组织、毛囊角化细胞以及黑色素细胞中均有表达,Stx17可能参与毛色的形成,且在小鼠腹部毛色变浅中起到了一定的作用.     

基于肠-皮肤轴的益生菌改善脱发机制研究进展

随着人们生活压力的提升,许多男性在中年时期出现脱发,严重者甚至会出现斑秃、全秃现象,其中以雄激素脱发最为常见。雄激素脱发的发生主要由于头皮中睾酮(testosterone,T)及其代谢产物二氢睾酮(dihydrotestosterone,DHT)含量较多,其主要机制为毛囊中5α-还原酶将游离的T转化为活性更高的DHT,导致雄激素水平过高。雄激素水平过高会引起毛囊微小化,使毛发生长周期变短而产生脱发。基于肠-皮肤轴的理论,越来越多的研究表明益生菌(probiotics)能够改善或治疗脱发症状。通过益生菌调节肠道菌群的平衡,可促进体内毛发生长因子的表达和毛囊细胞的生长,改善由于压力过大或雄激素水平过高等因素引起的脱发症状。本文主要探讨益生菌与毛发生长的相关性,通过其对神经系统、免疫系统和内分泌系统的调节作用,对益生菌改善脱发的功能和机理进行综述,以期为研发改善脱发的食品和药物提供理论依据。     

黄芪、何首乌、女贞子、菟丝子混合提取物对体外培养毛囊生长的影响及药理作用研究

目的:通过体内外实验探讨黄芪、何首乌、女贞子、菟丝子混合中药提取物对毛囊增殖的影响作用以及其作用机理。方法:通过体外培养的C57BL/6小鼠毛囊器官模型观察不同浓度中药提取物对毛囊生长的影响;采用MTT法测定不同浓度中药提取物对毛乳头增殖的影响;蛋白免疫印迹法(Western Blot)和ELISA检测中药提取物对毛乳头细胞分泌肝细胞生长因子(HGF)的影响。结果:中药提取物能够刺激体外培养的小鼠毛囊的生长,800μg/mL浓度的促进作用最强;160μg/mL中药提取物对毛乳头细胞的增殖作用最强,与米诺地尔、齐墩果酸阳性对照存在显著性差异(P0.05)。而且,药提取物促进了毛乳头细胞分泌HGF。结论:黄芪、何首乌、女贞子、菟丝子混合中药提取物在促进毛发生长中起到重要作用,促进毛乳头细胞增殖和分泌HGF是促进毛囊生长的可能性药理机制。     

细胞培养及单克隆抗体

920147培并细胞制备人造器官〔英〕/Van,Brunt.J一2 Bio/Teehnology一1901,9(2)一136~137〔译自DBA,1991,10(9),91一09229〕 以人造皮肤为例说明如何制备人造器官。从器官发生的角度考虑,活真皮替代物(LDE)和活表皮替代物(LSE)应分别由真皮和表皮细胞组成。最初需培养人新生儿的包皮真皮成纤维细胞(生成LDE),也可以将这种细胞与表皮细胞(生成LSE)共同培养。胶原蛋白作为组织形成的基质,加钙形成片层结构。这种人造皮肤可用于治疗烧伤,也可作为皮肤学研究和检测时测定细胞活力和生化反应性的体外模型。Marrow一Tec五公司的DermaGra…     

Cell:皮肤中的调节性T细胞促进毛发再生

正在一项新的研究中,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员通过开展小鼠实验发现作为一类通常与炎症控制相关联的免疫细胞,调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)直接触发皮肤中的毛囊干细胞分化,从而促进健康的毛发生长。他们发现,若缺乏这些免疫细胞,这些干细胞就不能够再生毛囊,从而导致脱发。相关研究结果在线发表在Cell期刊上。     

β-catenin在小鼠雄性激素源性脱发模型毛囊分化发育中的作用

[目的]旨在构建雄性激素源性脱发的小鼠毛囊分化发育及周期的模型,并研究雄性激素对雄性激素源性受体(AR)、β-catenin等毛囊发育周期中关键性调控因子在脱发模型小鼠毛囊分化发育中的作用机制的影响。[方法]小鼠皮下注射高浓度睾酮(5 mg/kg)后进行背部皮肤毛发脱毛的同步化处理,通过HE染色观察毛囊发育情况,并利用qPCR、免疫组化检测AR、β-catenin基因和蛋白的表达情况。[结果]睾酮组毛囊首个毛囊兴盛期的发育时间推迟5 d且提前进入休止期,休止期毛囊的毛干与真皮之间间隙增大。睾酮组与对照组相比,AR在毛囊发育早期减弱,第7 d对照组表达下降而睾酮组开始均匀分布于除毛乳头处的整个毛囊。22 d时,对照组毛囊已经进入休止期,AR基本不表达,而睾酮组在外根鞘和连接组织鞘仍可看到有少量表达。睾酮组第5 dβ-catenin在新生的内根鞘、皮质区与毛母质区有较高的表达,随后表达差异与对照组不明显。qPCR结果 AR基因表达与免疫组化趋势基本一致,但雄性激素对β-catenin基因表达的抑制一直持续到了兴盛期后期。[结论]通过建立雄性激素源性脱发的小鼠动物模型,发现雄性激素对毛囊发育分化的作用可能是通过影响AR和β-catenin等毛囊发育关键调控因子来实现的,其具体机制有待进一步研究。