皮膚干細胞：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胞來保持良好的狀態。

皮膚是一種特殊的器官，既可以保護我們，又可以讓我們感知周圍的世界。

皮膚由三層組成，每一層都包含專門的細胞。

每天需要多種干細胞來維持和修復我們的皮膚。研究人員已經確定了負責制造表皮層、毛囊和皮膚色素的干細胞。

表皮干細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皮膚。然而，該過程困難、昂貴且皮膚不正常。此外，如果皮膚嚴重受損，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發方法來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。

目前實驗室制造的皮膚需要使用動物細胞來讓人類皮膚細胞生長。這已被證明是安全的，但研究人員正在嘗試開發不需要動物細胞進行治療的方法。

研究人員還致力于使用轉基因皮膚干細胞治療皮膚病，例如大皰性表皮松解癥。

皮膚干細胞治療的挑戰是什么？

最近，在生長含有毛囊和腺體等成分的皮膚方面取得了很大進展。然而，我們的身體有許多不同類型的皮膚；只需將手掌與頭皮進行比較即可。學習如何長出這些不同類型的皮膚將是一個需要克服的重要挑戰。

開發皮膚干細胞治療的最大挑戰是創造患者容易獲得且負擔得起的方法。

皮膚

在人類和其他哺乳動物中，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。它由幾層稱為角質形成細胞的細胞組成。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胞和一些汗腺。

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

什么是皮膚干細胞

在日常生活中，您的皮膚必須應對大量磨損。例如，它會暴露在肥皂等化學物質和物理壓力下，例如衣服摩擦或暴露在陽光下。表皮和皮膚附件需要不斷更新，以保持皮膚的良好狀態。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以繼續完成其工作——保護您的身體免受外界侵害。

皮膚干細胞使這一切成為可能。它們負責皮膚的不斷更新（再生）和傷口愈合。到目前為止，科學家們已經確定了幾種不同類型的皮膚干細胞：

• 表皮干細胞 負責表皮不同層的日常再生。這些干細胞存在于表皮的基底層。
• 毛囊干細胞 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。毛囊干細胞遍布整個毛囊。 
• 黑色素干細胞?負責黑色素細胞（一種色素細胞）的再生。黑色素細胞產生黑色素，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胞，即所謂的間充質干細胞。這在科學家中仍然存在爭議，需要進一步研究以確定這些細胞是否真的是干細胞以及它們在皮膚中的作用。

表皮干細胞的臨床應用

表皮干細胞是已經用于治療患者的少數幾種干細胞之一。由于1970年美國霍華德格林教授的一項發現，可以從患者身上提取表皮干細胞，進行增殖并用于在實驗室中生長表皮層。然后可以將新的表皮作為皮膚移植物移植回患者身上。該技術主要用于挽救身體大面積三度燒傷患者的生命。只有少數臨床中心能夠成功進行治療，而且這是一個昂貴的過程。它也不是一個完美的解決方案。這種方法只能更換表皮；新皮膚沒有毛囊、汗腺或皮脂腺。

皮膚干細胞的目前研究方向

干細胞研究人員目前面臨的挑戰之一是了解所有皮膚附屬物是如何再生的。這可能會改善對燒傷患者或其他皮膚嚴重損傷的患者的治療。

研究人員還在努力尋找在實驗室中培養皮膚細胞的新方法。表皮干細胞目前在嚙齒類動物的一層細胞上培養，稱為飼養細胞。這些細胞培養條件已被證明是安全的，但在培養將移植到患者體內的細胞時，最好避免使用動物產品。因此，研究人員正在尋找不需要使用嚙齒動物細胞的有效細胞培養條件。

科學家們還致力于治療影響皮膚的遺傳疾病。由于皮膚干細胞可以在實驗室中培養，研究人員可以對細胞進行基因改造，例如插入缺失的基因。可以在實驗室中選擇、培養和繁殖經過正確修飾的細胞，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例子，患者可以從這種方法中受益。正在進行這項技術的測試工作。

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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