綜述 周雙白 李青峰 審校

【提要】 真皮層成纖維細胞分為兩種不同的亞型，即真皮淺層的乳頭狀成纖維細胞（Papillary Fibroblasts，F(xiàn)p）與真皮深層的網(wǎng)狀成纖維細胞（Reticular Fibroblasts，F(xiàn)r），在細胞功能、分化潛能等方面均存在明顯差異，在創(chuàng)傷愈合、毛囊形成與再生以及皮膚老化中的作用亦有不同。本文對兩種細胞的形態(tài)、功能、來源、分化及特異性表達等方面的不同，以及兩者在皮膚再生與穩(wěn)態(tài)維持中的作用進行綜述。

過去認為真皮層由一種成纖維細胞組成，成纖維細胞的作用僅為合成纖維蛋白及細胞外基質。近來的研究發(fā)現(xiàn)，真皮成纖維細胞涉及多種生理反應，作為調(diào)節(jié)中心連接表皮、神經(jīng)、血管及免疫細胞，并分泌細胞因子、生長因子，合成及降解細胞外基質，維持真皮微環(huán)境的健康狀態(tài)[1-2]。真皮層成纖維細胞主要分為分布于真皮淺層的乳頭狀成纖維細胞（Papillary Fibroblasts，F(xiàn)p）和位于真皮深層的網(wǎng)狀成纖維細胞（Reticular Fibroblasts，F(xiàn)r），兩者差異極大。本文比較Fp及Fr在形態(tài)、功能、來源、分化及特異性表達等方面的差異，闡明Fp及Fr的區(qū)別及其在皮膚再生與穩(wěn)態(tài)維持中的作用機制。

1 Fp與Fr的差異性

真皮層主要由成纖維細胞、膠原纖維及其他細胞外基質組成。研究證實，F(xiàn)p與Fr在形態(tài)、功能、來源、分化及特異性表達等方面都具有差異。

1.1 細胞形態(tài)與分布

Fp呈梭形，細胞排列緊密，主要分布在表皮層下真皮乳頭層約300～400μm間，上界與表皮基底膜相接，下界為真皮乳頭層血管網(wǎng)，與Fr分開。Fr形態(tài)較Fp更為扁平，細胞排列松散、間隙大，主要分布在真皮乳頭層血管網(wǎng)下真皮網(wǎng)狀層，下界為真皮網(wǎng)狀層血管網(wǎng)，與脂肪層分開[3]。

1.2 細胞分泌

Fp分泌VEGF、基質金屬蛋白酶1（MMP1）、肌腱蛋白C（T enascin C）及核心蛋白聚糖 （D ecorin）為主，F(xiàn)r則分泌MMP3、肌腱蛋白X（T enascin X）及多能蛋白聚糖（V ersican）為主。Fp和Fr都分泌Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維，但是真皮乳頭層中膠原纖維纖細，以Ⅲ型膠原為主，特異性表達Ⅻ、ⅩⅥ型膠原；真皮網(wǎng)狀層則是Ⅰ型膠原及Ⅲ型膠原組成為主，有Ⅳ型膠原分布。Fp分泌較少彈性纖維使纖維呈微絲分布，而Fr分泌較多彈性纖維，使彈性纖維微絲匯聚成較粗的纖維[4]。

1.3 細胞功能

體外培養(yǎng)時，F(xiàn)p增殖分化能力較強，F(xiàn)r則是具有更強大的收縮能力[4-5]。研究顯示，真皮層中網(wǎng)狀層占比大，F(xiàn)r分泌豐富的膠原纖維、彈性纖維及糖原蛋白，在生理狀態(tài)下維持皮膚結構，在創(chuàng)傷愈合過程中促進瘢痕性愈合；真皮乳頭層占比小，F(xiàn)p在皮膚發(fā)育中促進毛囊形成，在創(chuàng)傷誘導下促進毛囊再生，在體外實驗中誘導表皮基底細胞增殖角化及血管內(nèi)皮細胞發(fā)育成新生血管，并與皮膚衰老的特異性組織結構改變有關[6-9]。

1.4 細胞來源與分化

Driskell等[8]在小鼠胚胎模型中使用譜系追蹤（lineage tracing），對真皮不同層次的成纖維細胞的來源進行溯源。該研究證實，F(xiàn)p與Fr發(fā)育自共同真皮成纖維祖細胞，在小鼠胚胎16.5周齡時，真皮成纖維祖細胞分化為Fp系（Papillary Fibroblast lineage）和Fr系（Reticular Fibroblastslineage）。兩者表現(xiàn)為不同分化傾向，F(xiàn)p系發(fā)育為Fp和毛囊真皮乳頭（Dermal Papilla，Dp）；Fr系則發(fā)育為Fr及皮下層包括脂肪細胞在內(nèi)的間充質細胞。出生后，F(xiàn)p可進一步發(fā)育為豎毛肌細胞。兩種細胞系分化方向大不相同，譜系追蹤顯示，F(xiàn)p系及Fr系在發(fā)育過程中不發(fā)生相互轉化。

1.5 細胞特異性抗原表達

Driskell等[8]研究小鼠胚胎皮膚發(fā)育過程，胚胎晚期及新生期的Fp表達PDGFRa+、CD26+和Lrig1+，F(xiàn)r則表達PDGFRa+、Dlk1+和Sca1-。隨著生長發(fā)育，Lrig1及Dlk1在真皮層中表達逐漸減弱，F(xiàn)p和Fr都有CD26抗原，但抗原表達喪失特異性[10]。

Janson等[11]分析人皮膚中Fp及Fr的特異性表達，發(fā)現(xiàn)NTN1、PDPN、CCRL1在Fp高表達，提示Fp主要是增強皮膚免疫、宿主反應以及補體激活途徑的基因；TGM2、CNN1、CDH2、MGP在Fr高表達，提示Fr具有平滑肌收縮的相關基因，并涉及了細胞骨架、細胞能動性、神經(jīng)元發(fā)育等。Philippeos等[12]研究發(fā)現(xiàn)，對成人真皮層進行單細胞測序分選可見真皮層細胞分為至少5個亞型，其中Fp表達CD90+、CD39+、CD26-、Wnt通路相關基因表達增高且特異性表達COL6A5；Fr細胞則高表達ECM合成相關基因，但經(jīng)體外培養(yǎng)后特異性表達可發(fā)生明顯變化。

2 Fp與Fr在皮膚再生與穩(wěn)態(tài)維持中的作用機制

2.1 創(chuàng)面愈合

成人皮膚創(chuàng)傷以修復性愈合為主，Driskell等[8]認為愈合中真皮重塑階段由Fr系完成，F(xiàn)r系在創(chuàng)傷愈合早期遷入并分泌大量膠原蛋白及細胞外基質，是完成修復性愈合的主要細胞；另外，F(xiàn)r表達α-SMA及TGF-β[13]，提示Fr可能轉變?yōu)榧〕衫w維細胞[14]。但是，F(xiàn)r系無法形成具有皮膚附屬器的新生組織。Fp系僅在創(chuàng)傷修復晚期創(chuàng)面再表皮化后才遷移至新生真皮中，但Fp系可誘導新生毛囊的形成[8，10]。

2.2 毛囊形成與再生

毛囊的形成與Fp系密切相關。胚胎期毛囊形成過程為表皮β-catenin誘導下Fp系聚集形成真皮濃聚區(qū)，與其對應的表皮基底層細胞聚集形成基板，通過表皮基板及其下方的真皮濃聚區(qū)互相作用，最終形成毛囊。Fp系的缺失可導致毛囊發(fā)育異常[15-16]。生理狀態(tài)下，小鼠毛發(fā)周期性再生過程中，毛發(fā)由靜止期（T elogen）進入生長期（A nagen）后，F(xiàn)p明顯增殖，而Fr則無明顯變化[8，10]。

在創(chuàng)傷誘導毛囊新生模型中，成年小鼠創(chuàng)面中表皮Wnt/β-catenin通路信號持續(xù)，誘導Fp提前動員、遷移并聚集形成真皮濃聚區(qū)，誘導新生毛囊形成；另外，新生小鼠Fp比例較高，且愈合過程中Fp出現(xiàn)較早、增殖更快，創(chuàng)傷愈合后往往也 能形 成 新 生 毛囊[10，16]。

2.3 皮膚老化

研究發(fā)現(xiàn)，皮膚老化的進程主要影響真皮乳頭層，致使其結構明顯變化，表現(xiàn)為Fp表達減少[6，11]，導致表皮與真皮乳頭層交界處的棘狀突出結構明顯減少，表皮真皮交界區(qū)平坦、真皮乳頭萎縮[17]，MMP表達增加使得真皮乳頭層有較多膠原斷裂且排列絮亂[18]。真皮網(wǎng)狀層及Fr表達變化不明顯。

體外實驗發(fā)現(xiàn)，比起Fr，老化對Fp合成分泌功能的影響更為顯著。老化Fp分泌角質細胞生長因子、基質金屬蛋白酶增多[6]，血管內(nèi)皮生長因子減少[11]。這些變化與老化皮膚的表皮變薄、纖維蛋白斷裂增加及乳頭層血管網(wǎng)消失有關。

3 臨床應用前景與研究展望

綜上所述，F(xiàn)p及Fr是兩種不同的成纖維細胞亞型，F(xiàn)r為合成分泌細胞外基質的主要細胞，F(xiàn)p誘導毛囊形成與再生并影響皮膚老化進程。這些研究結果在皮膚再生領域具有良好的臨床應用前景。因為兩者在生物行為學和病理生理過程中作用的不同，在治療中需要根據(jù)不同的應用目的而選擇不同亞型的真皮層成纖維細胞[19]。臨床上缺損修復使用人工真皮作為修復材料，新型的人工真皮可通過調(diào)整Fp與Fr比例，以達到快速覆蓋創(chuàng)面且瘢痕最小化的理想修復效果。