角质形成细胞

细胞是在表皮（皮肤的最外层）中发现的主要细胞类型。在人类中，它们构成了表皮皮肤细胞的90%。皮肤基底层（基底层）中的基底细胞有时被称为基底角质形成细胞。角质形成细胞形成屏障，防止因热、紫外线辐射、水分流失、病原菌、真菌、寄生虫和病毒而造成的环境损害.许多结构蛋白、酶、脂质和抗菌肽有助于维持皮肤的重要屏障功能。角质形成细胞从表皮下部的表皮干细胞分化并迁移到表面，最终成为角质细胞并最终脱落，在人类中每40至56天发生一次。

角质形成细胞的主要功能是形成屏障，防止因热、紫外线辐射、水分流失、病原菌、真菌、寄生虫和病毒而造成的环境损害。

入侵表皮上层的病原体可导致角质形成细胞产生促炎介质，特别是趋化因子，如CXCL10和CCL2(MCP-1)，它们将单核细胞、自然杀伤细胞、T淋巴细胞和树突状细胞吸引到病原体入侵的部位。

许多结构蛋白（丝聚蛋白、角蛋白）、酶（蛋白酶）、脂质和抗菌肽（防御素）有助于维持皮肤的重要屏障功能。角化是物理屏障形成（角化）的一部分，其中角质形成细胞产生越来越多的角蛋白并经历终末分化。形成最外层的完全角化的角质形成细胞不断脱落并被新细胞取代。

在这个分化过程中，角质形成细胞xxx退出细胞周期，启动表皮分化标志物的表达，并随着它们成为棘层、颗粒层和最终角质层中角质细胞的一部分而向基底上移动。

角质细胞是已完成分化程序并失去其细胞核和细胞质细胞器的角质形成细胞。随着新的进入，角质细胞最终会通过脱屑脱落。

在分化的每个阶段，角质形成细胞表达特定的角蛋白，例如角蛋白1、角蛋白5、角蛋白10和角蛋白14，但也表达其他标志物，例如外皮蛋白、loricrin、转谷氨酰胺酶、丝聚蛋白和半胱天冬酶14。

据估计，在人类中，角质形成细胞每40-56天从干细胞转变为脱屑，而在小鼠中，估计的更新时间为8-10天。

促进角质形成细胞分化的因素有：

• 钙梯度，在基底层中浓度最低，浓度逐渐增加，直到外层颗粒，在那里达到xxx值。角质层中的钙浓度非常高，部分原因是那些相对干燥的细胞无法溶解离子。细胞外钙浓度的升高会导致角质形成细胞中细胞内游离钙浓度的增加。细胞内钙增加的一部分来自细胞内储存释放的钙，另一部分来自跨膜钙内流，通过对钙敏感氯离子通道和可渗透钙的与电压无关的阳离子通道。此外，有人提出，细胞外钙敏感受体(CaSR)也有助于细胞内钙浓度的升高。
• 维生素D3（胆钙化醇）主要通过调节钙浓度和调节参与角质形成细胞分化的基因的表达来调节角质形成细胞的增殖和分化。角质形成细胞是体内xxx具有从维生素D产生到分解代谢和维生素D受体表达的整个维生素D代谢途径的细胞。
• 组织蛋白酶E。
• TALE同源域转录因子。
• 氢化可的松。

由于角质形成细胞分化抑制角质形成细胞增殖，促进角质形成细胞增殖的因素应被视为阻止分化。这些因素包括：

• 转录因子p63，可防止表皮干细胞分化为角质形成细胞。p63DNA结合结构域的突变与外指、外胚层发育不良和唇裂/腭裂(EEC)综合征有关。p63突变角质形成细胞的转录组偏离了正常的表皮细胞特性。
• 维生素A及其类似物。
• 表皮生长因子。
• 转化生长因子α。
• 霍乱毒素。

表皮内的角质形成细胞与其他细胞类型如黑素细胞和朗格汉斯细胞有关。角质形成细胞与皮肤神经形成紧密连接，并将朗格汉斯细胞和xxx内淋巴细胞保持在表皮内的位置。角质形成细胞还调节免疫系统：除了上述抗菌肽和趋化因子外，它们还是抗炎介质如IL-10和TGF-β的有效生产者。当被激活时，它们可以通过刺激皮肤炎症和朗格汉斯细胞激活TNFα和IL-1β的分泌。

角质形成细胞通过吸收来自表皮黑素细胞的黑素体，即含有内源性光保护剂黑色素的囊泡，有助于保护身体免受紫外线辐射(UVR)。表皮中的每个黑色素细胞都有几个树突，这些树突伸出来与许多角质形成细胞相连。然后黑色素作为核上“帽”储存在核周区域的角质形成细胞和黑色素细胞中，保护DNA免受UVR诱导的损伤。

皮肤上的伤口将通过角质形成细胞的迁移来部分修复，以填补伤口产生的空隙。参与修复的xxx组角质形成细胞来自毛囊的隆起区域，并且只会暂时存活。在愈合的表皮内，它们将被源自表皮的角质形成细胞所取代。

相反，表皮角质形成细胞在大伤口愈合过程中有助于从头形成毛囊。

鼓室穿孔愈合需要功能性角质形成细胞。

晒伤细胞是具有固缩核和嗜酸性细胞质的角质形成细胞，在存在补骨脂素的情况下暴露于UVC或UVB辐射或UVA后出现。它表现出过早和异常的角化，并被描述为细胞凋亡的一个例子。

随着年龄的增长，组织稳态会下降，部分原因是干细胞/祖细胞无法自我更新或分化。干细胞/祖细胞暴露于活性氧(ROS)引起的DNA损伤可能在表皮干细胞衰老中起关键作用。线粒体超氧化物歧化酶(SOD2)通常可防止ROS。观察到小鼠表皮细胞中SOD2的缺失会导致细胞衰老，从而不可逆地阻止部分角质形成细胞的增殖。在老年小鼠中，SOD2缺乏会延迟伤口闭合并减少表皮厚度。