
皮肤类器官以人多能干细胞/原代细胞为基础,通过Wnt/BMP/SHH/TGF-β信号精确调控表皮、真皮与附属器命运,结合水凝胶、支架、3D打印、微流控工程化手段构建仿生结构,可用于发育机制解析、疾病建模、药物筛选、创面修复、毛发/汗腺再生与个性化移植。
1. 表皮
① 表皮干细胞:及由其分化而来、位于表层的特化角质形成细胞。表皮干细胞通过增殖实现表皮的持续再生,表皮的完整更新周期为40~56天。随着增殖细胞向外迁移,其逐步发生分化,形成表皮的棘层、颗粒层与角质层等特征性结构。
② 胚胎:表皮起源于表面外胚层;神经胚形成后,表面外胚层以角蛋白8(KRT8)和角蛋白18(KRT18)的表达为特征。Wnt通路主导分化,BMP、FGF协同调控;标志性分子包括KRT5/14(基底层)、KRT10(棘层)、丝聚蛋白/兜甲蛋白(颗粒层/角质层在KRT10阳性层上方形成,以丝聚蛋白与兜甲蛋白的表达为标志)。
2. 真皮与皮下组织
① 真皮位:真皮分乳头层(毛囊形成关键)与网状层(修复启动),富含成纤维细胞、血管、神经与细胞外基质。
② 真皮起源于三个不同的间充质来源:真皮起源于神经嵴、侧板中胚层、轴旁中胚层,成纤维细胞以PDGFRα/β为标志,人皮肤特征标志物为SFRP2/DPP4、FMO1/LSP1。
③ 皮下组织:皮下组织以脂肪细胞为主,参与储能、隔热,并分泌PDGF调控毛囊再生。
3. 皮肤附属器
核心包括毛囊皮脂腺单位、汗腺、指/趾甲,依赖间充质-上皮交互与Wnt、BMP、FGF、SHH信号调控。
① 毛囊:Wnt/β-catenin为核心通路,决定毛囊分化;缺失β-catenin则仅形成表皮。
② 汗腺:小汗腺表达角蛋白7(K7)、角蛋白9(K9)与癌胚抗原(CEA),由BMP/FGF信号诱导,抑制SHH;Blimp1为汗腺祖细胞关键分子。
③ 皮脂腺:起源于Blimp1⁺祖细胞,与毛囊共享发育信号。




参考文献:
Bioengineered skin organoids: from development to applications Zi‑Xuan Hong, Shun‑Tian Zhu, Hao Li, Jing‑Zhi Luo, Yu Yang, Yang An, Xi Wang and Kai Wang.
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