Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Микрофотография кератиноцитов, базальных клеток и меланоцитов в эпидермисе
Кератиноциты (окрашенные в зеленый цвет) в коже мыши

Кератиноциты являются основным типом клетки найдены в эпидермисе , самый наружный слой кожи . У человека они составляют 90% клеток эпидермиса кожи.[1] Базальные клетки базального слоя ( stratum basale ) кожи иногда называют базальными кератиноцитами . [2]

Функция [ править ]

Основная функция кератиноцитов - это создание барьера для защиты окружающей среды от воздействия тепла , УФ-излучения , потери воды , патогенных бактерий , грибов , паразитов и вирусов .

Патогены, вторгающиеся в верхние слои эпидермиса, могут вызывать выработку кератиноцитами провоспалительных медиаторов, особенно хемокинов, таких как CXCL10 и CCL2 (MCP-1), которые привлекают моноциты , естественные клетки-киллеры , Т-лимфоциты и дендритные клетки к месту инвазии патогенов. [3]

Структура [ править ]

Ряд структурных белков ( филаггрин , кератин ), ферментов ( протеаз ), липидов и антимикробных пептидов ( дефенсинов ) способствует поддержанию важной барьерной функции кожи. Кератинизация является частью формирования физического барьера ( ороговения ), при котором кератиноциты производят все больше и больше кератина и подвергаются терминальной дифференцировке. Полностью ороговевшие кератиноциты, которые образуют самый внешний слой, постоянно отслаиваются и заменяются новыми клетками. [4]

Дифференциация клеток [ править ]

Эпидермальные стволовые клетки располагаются в нижней части эпидермиса (stratum basale) и прикрепляются к базальной мембране через гемидесмосомы . Эпидермальные стволовые клетки делятся случайным образом, давая либо больше стволовых клеток, либо транзитные амплифицирующие клетки. [5] Некоторые из транзитных амплифицирующих клеток продолжают пролиферировать, а затем совершают дифференцировку и мигрировать к поверхности эпидермиса. Эти стволовые клетки и их дифференцированное потомство организованы в столбцы, называемые единицами эпидермальной пролиферации. [6]

Во время этого процесса дифференцировки кератиноциты постоянно выходят из клеточного цикла , инициируют экспрессию эпидермальных маркеров дифференцировки и перемещаются надбазально, поскольку они становятся частью шиповатого слоя , гранулезного слоя и, в конечном итоге, корнеоцитов в роговом слое .

Корнеоциты - это кератиноциты, которые завершили свою программу дифференцировки и потеряли ядро и цитоплазматические органеллы . [7] Корнеоциты в конечном итоге будут отделяться посредством десквамации по мере появления новых.

На каждой стадии дифференцировки, кератиноциты экспрессируют специфические кератины , такие как кератин 1 , кератин 5 , кератин 10 , а кератин 14 , но также и другие маркеры , такие как инволюкрин , loricrin , трансглютаминазы , филаггрин и каспазы 14 .

Подсчитано, что у людей кератиноциты переходят от стволовых клеток к десквамации каждые 40–56 дней [8], тогда как у мышей расчетное время оборота составляет 8–10 дней. [9]

Факторами, способствующими дифференцировке кератиноцитов, являются:

  • Кальция градиент, с низкой концентрацией в базальный слой и возрастающих концентраций до наружного зернистого слоя, где она достигает своего максимума. Концентрация кальция в роговом слое очень высока, отчасти потому, что эти относительно сухие клетки не могут растворять ионы. [10] Такое повышение концентрации внеклеточного кальция вызывает повышение внутриклеточной концентрации свободного кальция в кератиноцитах. [11] Часть этого увеличения внутриклеточного кальция происходит за счет кальция, высвобождаемого из внутриклеточных запасов [12], а другая часть - за счет трансмембранного притока кальция [13] через оба чувствительных к кальциюхлоридные каналы [14] и независимые от напряжения катионные каналы, проницаемые для кальция. [15] Более того, было высказано предположение, что внеклеточный кальций-чувствительный рецептор (CaSR) также способствует повышению внутриклеточной концентрации кальция. [16]
  • Витамин D 3 (холекальциферол) регулирует пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов, главным образом, за счет регулирования концентрации кальция и регуляции экспрессии генов, участвующих в дифференцировке кератиноцитов. [17] [18] Кератиноциты - единственные клетки в организме, в которых присутствует весь метаболический путь витамина D от выработки витамина D до катаболизма и экспрессии рецепторов витамина D. [19]
  • Катепсина E . [20]
  • Расскажите о факторах транскрипции гомеодомена . [21]
  • Гидрокортизон . [22]

Поскольку дифференцировка кератиноцитов подавляет пролиферацию кератиноцитов, факторы, способствующие пролиферации кератиноцитов, следует рассматривать как препятствующие дифференцировке. Эти факторы включают:

  • Фактор транскрипции р63, который предотвращает эпидермальный стволовые клетки из дифференцироваться в кератиноциты. [23]
  • Витамин А и его аналоги. [24]
  • Фактор эпидермального роста . [25]
  • Трансформирующий фактор роста альфа . [26]
  • Токсин холеры . [22]

Взаимодействие с другими ячейками [ править ]

Внутри эпидермиса кератиноциты связаны с другими типами клеток, такими как меланоциты и клетки Лангерганса . Кератиноциты образуют плотные соединения с нервами кожи и удерживают клетки Лангерганса и внутрикожные лимфоциты в эпидермисе. Кератиноциты также модулируют иммунную систему : помимо упомянутых выше антимикробных пептидов и хемокинов, они также являются мощными продуцентами противовоспалительных медиаторов, таких как IL-10 и TGF-β . При активации они могут стимулировать кожное воспаление и активацию клеток Лангерганса посредствомСекреция TNFα и IL-1β . [ необходима цитата ]

Кератиноциты способствуют защите организма от ультрафиолетового излучения (УФР), поглощая меланосомы , везикулы, содержащие эндогенный фотозащитный меланин , из эпидермальных меланоцитов. Каждый меланоцит в эпидермисе имеет несколько дендритов, которые растягиваются, чтобы соединить его со многими кератиноцитами. Затем меланин хранится в кератиноцитах и ​​меланоцитах в перинуклеарной области в виде надъядерных «крышек», где он защищает ДНК от повреждений, вызванных УФИ . [27]

Роль в заживлении ран [ править ]

Частично заживление ран на коже происходит за счет миграции кератиноцитов, которые заполняют образовавшуюся рану щель. Первый набор кератиноцитов, участвующих в этом восстановлении, происходит из области выпуклости волосяного фолликула и выживет только временно. В зажившем эпидермисе они будут заменены кератиноцитами, происходящими из эпидермиса. [28] [29]

Напротив, эпидермальные кератиноциты могут способствовать образованию волосяных фолликулов de novo во время заживления больших ран. [30]

Функциональные кератиноциты необходимы для заживления перфорации барабанной перепонки. [31]

Солнечные ожоги [ править ]

Солнечный ожог клетки являются кератиноцитами с пикнотическими ядром и эозинофильной цитоплазмой , которая появляется после воздействия UVC или UVB излучения или UVA в присутствии псораленов . Он показывает преждевременное и аномальное ороговение и был описан как пример апоптоза . [32] [33]

Старение [ править ]

С возрастом гомеостаз тканей снижается отчасти из-за того, что стволовые клетки / клетки-предшественники неспособны самообновляться или дифференцироваться . Повреждение ДНК, вызванное воздействием на стволовые клетки / клетки-предшественники активных форм кислорода (АФК), может играть ключевую роль в старении эпидермальных стволовых клеток . Митохондриальная супероксиддисмутаза ( SOD2 ) обычно защищает от ROS. Было обнаружено, что потеря SOD2 в эпидермальных клетках мыши вызывает клеточное старение, которое необратимо останавливает пролиферацию фракции кератиноцитов. [34] У старых мышей дефицит SOD2 замедлял закрытие ран и уменьшал толщину эпидермиса.[34]

Civatte body [ править ]

Тело Civatte

Тело Civatte (названное в честь французского дерматолога Achille Civatte, 1877–1956) [35] представляет собой поврежденный базальный кератиноцит, подвергшийся апоптозу и состоящий в основном из промежуточных филаментов кератина и почти всегда покрытых иммуноглобулинами , в основном IgM. [36] Тельца Civatte обычно обнаруживаются при поражениях кожи при различных дерматозах , особенно при красном плоском лишае и дискоидной красной волчанке . [36] Они также могут быть обнаружены при реакции «трансплантат против хозяина» , побочных реакциях на лекарства , воспалительном кератозе (например, лихеноиде).старческий кератоз и красные плоский лишай -как кератоз), эритема , буллезный пемфигоид , экзема , лишай planopilaris , лихорадочный нейтрофильный дерматоз , токсический эпидермальный некролиз , вирус простого герпеса и ветряная оспа поражений, герпетиформный дерматит , позднее кожная порфирия , саркоидоз , subcorneal пустулезного дерматоз , переходные акантолитический дерматоз и эпидермолитический гиперкератоз . [36]

См. Также [ править ]

  • Эпидермис
  • Кожа
  • Корнеоцит
  • Кератин
  • HaCaT
  • Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков
  • Epidermidibacterium keratini

Ссылки [ править ]

  1. ^ McGrath JA; Eady RAJ; Папа ФМ. (2004). «Анатомия и организация кожи человека» . В Burns T; Breathnach S; Cox N; Гриффитс К. (ред.). Учебник дерматологии Рока (7-е изд.). Блэквелл Паблишинг. п. 4190. doi : 10.1002 / 9780470750520.ch3 . ISBN 978-0-632-06429-8. Проверено 1 июня 2010 .
  2. Перейти ↑ James W, Berger T, Elston D (декабрь 2005 г.). Болезни Эндрюса кожи: Клиническая дерматология (10-е изд.). Сондерс. С. 5–6. ISBN 978-0-7216-2921-6. Архивировано из оригинала на 2010-10-11 . Проверено 1 июня 2010 .
  3. ^ Мерфи, Кеннет (Кеннет М.) (2017). Иммунобиология Джейнвей . Уивер, Кейси (Девятое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. п. 112. ISBN 9780815345053. OCLC  933586700 .
  4. ^ Гилберт, Скотт Ф. (2000). «Эпидермис и происхождение кожных структур». . Биология развития . Sinauer Associates. ISBN 978-0878932436. На протяжении всей жизни мертвые ороговевшие клетки ороговевшего слоя сбрасываются (люди теряют около 1,5 грамма этих клеток каждый день *) и заменяются новыми клетками, источником которых являются митотические клетки мальпигиевого слоя. Пигментные клетки (меланоциты) нервного гребня также находятся в мальпигиевом слое, где они переносят свои пигментные мешочки (меланосомы) в развивающиеся кератиноциты.
  5. ^ Houben Е, Де Пап K, Rogiers V (2007). «Жизненный путь кератиноцитов». Фармакология и физиология кожи . 20 (3): 122–32. DOI : 10.1159 / 000098163 . PMID 17191035 . 
  6. ^ Ghazizadeh S, Taichman LB (март 2001). «Множественные классы стволовых клеток в кожном эпителии: анализ линии происхождения кожи взрослых мышей» . Журнал EMBO . 20 (6): 1215–22. DOI : 10.1093 / emboj / 20.6.1215 . PMC 145528 . PMID 11250888 .  
  7. Перейти ↑ Koster MI (июль 2009 г.). «Изготовление эпидермиса» . Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1170 (1): 7–10. Bibcode : 2009NYASA1170 .... 7K . DOI : 10.1111 / j.1749-6632.2009.04363.x . PMC 2861991 . PMID 19686098 .  
  8. ^ Халприн KM (январь 1972). «Эпидермальное время оборота» - повторное обследование ». Британский журнал дерматологии . 86 (1): 14–9. DOI : 10.1111 / j.1365-2133.1972.tb01886.x . PMID 4551262 . 
  9. ^ Potten CS, Saffhill R, Майбах HI (сентябрь 1987). «Измерение времени прохождения клеток через эпидермис и роговой слой мыши и морской свинки». Клеточная и тканевая кинетика . 20 (5): 461–72. DOI : 10.1111 / j.1365-2184.1987.tb01355.x . PMID 3450396 . 
  10. ^ Proksch E, Бранднер JM, Jensen JM (декабрь 2008). «Кожа: непременный барьер». Экспериментальная дерматология . 17 (12): 1063–72. DOI : 10.1111 / j.1600-0625.2008.00786.x . PMID 19043850 . 
  11. ^ Hennings H, Kruszewski FH, Yuspa SH, Tucker RW (апрель 1989). «Изменения внутриклеточного кальция в ответ на увеличение внешнего кальция в нормальных и неопластических кератиноцитах». Канцерогенез . 10 (4): 777–80. DOI : 10.1093 / carcin / 10.4.777 . PMID 2702726 . 
  12. ^ Пиллаи S, Bikle DD (январь 1991). «Роль внеклеточного кальция в формировании ороговевшей оболочки кератиноцитов: различия в способе действия внеклеточного кальция и 1,25 дигидроксивитамина D3». Журнал клеточной физиологии . 146 (1): 94–100. DOI : 10.1002 / jcp.1041460113 . PMID 1990023 . 
  13. ^ Reiss, M; Липси, Л. Р.; Чжоу, З.Л. (1991). «Внеклеточная кальций-зависимая регуляция трансмембранных потоков кальция в кератиноцитах мышей». Журнал клеточной физиологии . 147 (2): 281–91. DOI : 10.1002 / jcp.1041470213 . PMID 1645742 . 
  14. ^ Мауро, TM; Паппоне, Пенсильвания; Иссеров, Р.Р. (1990). «Внеклеточный кальций влияет на мембранные токи культивируемых кератиноцитов человека». Журнал клеточной физиологии . 143 (1): 13–20. DOI : 10.1002 / jcp.1041430103 . PMID 1690740 . 
  15. ^ Мауро, TM; Иссеров, Р.Р .; Lasarow, R; Паппоне, Пенсильвания (1993). «Ионные каналы связаны с дифференцировкой кератиноцитов». Журнал мембранной биологии . 132 (3): 201–9. DOI : 10.1007 / BF00235738 . PMID 7684087 . 
  16. ^ Вт, CL; Ода, Y; Бикл, DD (1999). «Влияние активатора рецептора кальция на клеточный ответ на кальций в кератиноцитах человека». Журнал следственной дерматологии . 113 (3): 340–5. DOI : 10.1046 / j.1523-1747.1999.00698.x . PMID 10469331 . 
  17. ^ Хеннингс, Генри; Майкл, Делорес; Ченг, Кристина; Штайнерт, Питер; Холбрук, Карен; Юспа, Стюарт Х. (1980). «Кальциевая регуляция роста и дифференцировки эпидермальных клеток мыши в культуре». Cell . 19 (1): 245–54. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (80) 90406-7 . PMID 6153576 . 
  18. ^ Su, MJ; Бикле, ДД; Mancianti, ML; Пиллаи, S (1994). «1,25-Дигидроксивитамин D3 усиливает ответ кератиноцитов на кальций». Журнал биологической химии . 269 (20): 14723–9. PMID 7910167 . 
  19. ^ Fu, GK; Лин, Д; Чжан, МЫ; Бикле, ДД; Шеклтон, Швейцария; Миллер, WL; Портал, AA (1997). «Клонирование человеческой 25-гидроксивитамин D-1-гидроксилазы и мутации, вызывающие витамин D-зависимый рахит типа 1». Молекулярная эндокринология . 11 (13): 1961–70. CiteSeerX 10.1.1.320.3485 . DOI : 10,1210 / me.11.13.1961 . PMID 9415400 .  
  20. ^ Кавакубо, Tomoyo; Ясукочи, Ацуши; Окамото, Куниаки; Окамото, Йошико; Накамура, Сейджи; Ямамото, Кендзи (2011). «Роль катепсина Е в терминальной дифференцировке кератиноцитов». Биологическая химия . 392 (6): 571–85. DOI : 10.1515 / BC.2011.060 . ЛВП : 2324/25561 . PMID 21521076 . 
  21. ^ Джексон, B .; Браун, SJ; Avilion, AA; О'Шонесси, РФЛ; Салли, К .; Akinduro, O .; Мерфи, М .; Клири, ML; Бирн, К. (2011). «Белки гомеодомена TALE регулируют сайт-специфическую терминальную дифференцировку, гены LCE и эпидермальный барьер» . Журнал клеточной науки . 124 (10): 1681–1690. DOI : 10,1242 / jcs.077552 . PMC 3183491 . PMID 21511732 .  
  22. ^ а б Райнвальд, JG; Грин, H (1975). «Серийное культивирование штаммов эпидермальных кератиноцитов человека: образование ороговевших колоний из единичных клеток». Cell . 6 (3): 331–43. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (75) 80001-8 . PMID 1052771 . 
  23. ^ Truong, AB; Крец, М; Ридки, TW; Kimmel, R; Хавари, Пенсильвания (2006). «P63 регулирует пролиферацию и дифференцировку зрелых кератиноцитов» . Гены и развитие . 20 (22): 3185–97. DOI : 10,1101 / gad.1463206 . PMC 1635152 . PMID 17114587 .  
  24. ^ Fuchs, E; Грин, H (1981). «Регулирование терминальной дифференцировки культивируемых кератиноцитов человека витамином А». Cell . 25 (3): 617–25. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90169-0 . PMID 6169442 . 
  25. ^ Rheinwald, JG; Грин, H. (1977). «Фактор эпидермального роста и размножение культивируемых эпидермальных кератиноцитов человека». Природа . 265 (5593): 421–4. Bibcode : 1977Natur.265..421R . DOI : 10.1038 / 265421a0 . PMID 299924 . 
  26. ^ Баррандон, Y; Грин, H (1987). «Миграция клеток важна для устойчивого роста колоний кератиноцитов: роль трансформирующего фактора роста-альфа и фактора роста эпидермиса». Cell . 50 (7): 1131–7. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90179-6 . PMID 3497724 . 
  27. ^ Бреннер М; Услышав VJ. (Май – июнь 2008 г.). «Защитная роль меланина против УФ-повреждения кожи человека» . Фотохимия и фотобиология . 84 (3): 539–549. DOI : 10.1111 / j.1751-1097.2007.00226.x . PMC 2671032 . PMID 18435612 .  
  28. ^ Ито, М; Лю, Y; Ян, Z; Nguyen, J; Liang, F; Моррис, RJ; Cotsarelis, G (2005). «Стволовые клетки в выпуклости волосяного фолликула способствуют заживлению ран, но не гомеостазу эпидермиса». Природная медицина . 11 (12): 1351–4. DOI : 10.1038 / nm1328 . PMID 16288281 . 
  29. ^ Клодино, S; Николас, М; Осима, Н; Роша, А; Баррандон, Y (2005). «Долгосрочное обновление волосяных фолликулов из клоногенных мультипотентных стволовых клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (41): 14677–82. Bibcode : 2005PNAS..10214677C . DOI : 10.1073 / pnas.0507250102 . PMC 1253596 . PMID 16203973 .  
  30. ^ Ито, М; Ян, Z; Andl, T; Cui, C; Kim, N; Миллар, ЮВ; Cotsarelis, G (2007). «Wnt-зависимая регенерация волосяного фолликула de novo в коже взрослых мышей после ранения». Природа . 447 (7142): 316–20. Bibcode : 2007Natur.447..316I . DOI : 10,1038 / природа05766 . PMID 17507982 . 
  31. ^ Y Shen, Y Guo, C Du, M Wilczynska, S Hellström, T. Ny, Мыши с дефицитом активатора плазминогена урокиназного типа задерживают заживление перфораций барабанной мембраны, PLOS ONE, 2012
  32. Перейти ↑ Young AR (июнь 1987). «Клетка для загара». Фотодерматология . 4 (3): 127–134. PMID 3317295 . 
  33. ↑ Sheehan JM, Young AR (июнь 2002 г.). «Повторное посещение солнечного ожога: обновление механистических аспектов». Фотохимические и фотобиологические науки . 1 (6): 365–377. DOI : 10.1039 / b108291d . PMID 12856704 . 
  34. ↑ a b Velarde MC, Demaria M, Melov S, Campisi J (август 2015 г.). «Плейотропные возрастные эффекты митохондриальной дисфункции на эпидермальные стволовые клетки» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 112 (33): 10407–12. Bibcode : 2015PNAS..11210407V . DOI : 10.1073 / pnas.1505675112 . PMC 4547253 . PMID 26240345 .  
  35. ^ Крисси, Джон Торн; Приход, Лоуренс С .; Голубар, Карл (2002). Исторический атлас дерматологов и дерматологов . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 147. ISBN. 1-84214-100-7.
  36. ^ a b c Сима, Чабра; Праная, Танвар; Кумар, AroraSandeep (2013). «Тела Civatte: диагностический ключ» . Индийский журнал дерматологии . 58 (4): 327. DOI : 10,4103 / 0019-5154.113974 . ISSN 0019-5154 . PMC 3726905 . PMID 23919028 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Тан Л., Ву Дж. Дж., Ма Кью и др. (Июль 2010 г.). «Человеческий лактоферрин стимулирует функцию кератиноцитов кожи и реэпителизацию ран». Британский журнал дерматологии . 163 (1): 38–47. DOI : 10.1111 / j.1365-2133.2010.09748.x . PMID  20222924 .