毛囊干细胞研究进展

查姗姗，吴楠楠，张瑞，郭志良，王效杰

(1.沈阳医学院基础医学院临床医学专业2011 级1 班，辽宁 沈阳 110034;2.基础医学院解剖学教研室)

毛囊干细胞 (hair follicular stem cells，HFSCs)具有多能性和自我更新能力，能分化成多种表皮细胞，形成毛囊、皮脂腺等表皮附属器等，从而维持表皮的不断再生，使表皮的凋亡与再生处于大致平衡的状态，并可在表皮受到损伤后，及时对其进行修复。HFSCs 还具有多方向分化潜能，可分化为脂肪、软骨、骨、血管平滑肌、神经元和神经胶质细胞等组织特异性细胞和造血细胞［1］。HFSCs 来源于皮肤、毛发，从患者自身获取方法简单，数量极其可观，是最容易获得的干细胞来源之一，且没有严重的并发症，被认为是一种理想的种子细胞，现已成为创伤修复和皮肤组织工程学研究的焦点之一［2］。本文将对HFSCs的定位、标记物及多向分化方面的新进展作一概述。

人们最初在毛球部发现有显著细胞分裂现象，认为毛球部是细胞分裂及毛囊长期起始的重要部位，而目前普遍认为HFSCs 存在于毛囊隆突区隆突部。耿松梅等［3］分离HFSCs 并体外培养，最终采用免疫荧光染色法，发现K19 阳性细胞主要定位于毛囊外根鞘，随毛囊周期性生长有所迁移。此外，HFSCs 定位于隆突部还有以下合理性［4］:(1)隆突部位于毛囊恒定部的最下端，不同于毛球部随毛囊周期不同存在周期性退化;而且作为毛囊恒定部的最低点，隆突部细胞能够与退化期上移的毛乳头密切接触，相互作用，诱导出下一轮的毛发周期。移植研究证实，没有毛乳头存在，新一轮的毛发周期是不可能开始的。(2)隆突部是一个突出点，当拔毛时它是安全的，而毛球部在拔毛时则容易受到损伤。(3)隆突部血管丰富并有神经分布。高表达，可能与干细胞特性的保持及鳞状细胞化有关，故可用于标记ESCs。

2.3 Lgr5 Lgr5 (GPR49)是G 蛋白耦联受体家族成员之一，具有18个富含亮氨酸的重复单位和7个跨膜区域，是Wnt 信号通路的靶基因。最新研究证实Lgr5 是多种组织的干细胞标记物，不仅表达在小肠和结肠干细胞上，在HFSCs 也是阳性，并且和肿瘤的发生、发展密切相关。Jaks等［1］研究发现从毛囊隆突区分离得到的表达 Lgr5(Lgr5+)的细胞，为增殖活跃并可多向分化的干细胞群，能周期性地生成毛囊、表皮和皮脂腺。但Lgr5+细胞并不表达CD34，对毛发重建进行分析测定发现，Lgr5+细胞的毛发再生率高于CD34+细胞，然而这些拥有干细胞特性的Lgr5+细胞呈现出活跃的周期生长，这与原先认为的ESCs 具有慢周期性不同，预示着一种周期活跃的干细胞存在于毛囊。Barker等［10］等也证明了这点，也就是LGR 蛋白在组织细胞的自我更新等方面有着及其重要的作用。

3 HFSCs 的多向分化潜能及其应用

现有的组织工程皮肤只能起到简单的覆盖作用及屏障功能，而无法实现保护、排泄、感觉等全方位的功能。HFSCs 具有多向分化的潜能，随着基因修饰技术的迅速发展，用一些目的基因修饰靶细胞，使其具有特定的生物学特性，如利用血管内皮生长因子、表皮生长因子、促血管生成素、血管紧张素等基因修饰HFSCs，使其分化为具有特性的祖细胞，以解决目前人工皮肤修复中的缺陷，在治疗烧伤、压轧伤、切割伤等导致的皮肤大而积缺损方而具有一定的意义［11－12］。此外HFSCs 还能在不同环境中，分化形成神经元、血管内皮细胞等。

3.1 HFSCs 构建组织工程尿道 彭文标等［13］富集兔HFSCs 分离培养兔毛囊细胞，将HFSCs 接种于膀胱脱细胞基质支架材料上，构建组织工程化尿道，经尿道造影和组织学检查观察缺损修复效果，结果显示HFSCs K19、p63、β1 整合素表达阳性，细胞与支架紧密贴附，细胞伸展适度且有基质分泌，并且形成复层上皮结构，AE1/AE3 染色阳性。组织工程化尿道修复缺损后3个月，尿道造影显示尿道平滑通畅。这也就意味着HFSCs 可用于修复兔尿道缺损。

3.2 HFSCs 修复坐骨神经细胞 柯锦城等［14］将HFSCs 注入神经，神经再生能力明显提高，功能也显著恢复，坐骨神经功能指数在实验组表现为早期改善。随着时间的延长，2 组大鼠的坐骨神经纤维的密度和神经细胞的数量都逐渐增多，而干细胞组神经纤维的排列比对照组更为规则，呈一定的走行，更有利于信号的传导。Nestin、CK19、β1 整合素在神经组织上仍有较高表达，并可看到胞浆深染的阳性神经细胞克隆性增生，随着时间延长数量增多，呈集落样;神经纤维排列有序、连续性较好。

3.3 HFSCs 分化成神经元 Liu等［15］研究证实毛囊隆突部及真皮乳头处，巢蛋白标记的HFSCs 均可在体外培养的条件下分化成神经细胞及胶质细胞，植入受伤的脊髓，能分化并促进其修复。

4 展望

HFSCs 具有慢周期性，遇到创伤或体外环境改变时，可被激活而进行增殖和向表皮及其相关附属器细胞方向分化，其超微结构及生化特征均具有未分化细胞的特点，具有自我更新能力和增殖潜能，可分裂产生短暂增殖细胞，且存在部位安全隐蔽，血供丰富，较易获取，体外克隆形成能力强，在表皮修复中起着重要的作用。此外，HFSCs 在体外可被诱导分化成多种组织细胞，如尿道上皮细胞、坐骨神经细胞、神经元等，从而参与多种器官的体外重建及修复。随着科技的进步，HFSCs 各种标记物的深入研究，HFSCs 的提取及诱导分化的研究，使HFSCs 的研究在组织工程领域将具有深远意义。这不但解决了人类干细胞在来源有限的问题;同时，采用患者自身的干细胞进行移植治疗，还可避免机体产生免疫排斥等不良反应。但是，这些技术目前还不够成熟，随着HFSCs 的标记、分离、培养、诱导及其鉴定技术的不断完善，HFSCs 在生命科学领域将具有巨大的应用价值。

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