表皮细胞间脂质、板层小体对皮肤渗透性屏障 影响的研究进展

来源：中国皮肤性病学杂志

表皮脂质和参与脂质转运的板层小 体是皮肤渗透性屏障的物质基础。表皮 脂质可分为两类:一是表皮细胞间脂质 (lipids)，属于结构性脂类［1］，参与表皮 代谢，起调节皮肤渗透性的重要作 用［23］;二是皮脂腺合成和分泌的皮脂 (sebum)，属于游离性脂类，对皮肤渗透 性屏障的结构及功能均有不利影响［4］。 本文主要就细胞间脂质和板层小体对皮 肤渗透性屏障的影响做一概要综述。

1 细胞间脂质的组成与功能

表皮从内至外分为基底层、棘层、颗 粒层和角质层。物理性屏障主要定位于 角质层，其对控制表皮内外物质的渗透 有重要作用，因此又称为“渗透性屏障”。 近年来，大量研究表明角质层细胞间脂 质由约 50%的神经酰胺、 25% 的胆固醇、15%的游离脂肪酸和极少量的磷脂及其 他脂质组成［23］。

是细胞间脂质的重要 成分，由鞘醇为骨架的鞘脂，鞘氨醇的 氨基与脂肪酸通过酰胺键相连而成［5］。 神经酰胺在调节表皮的生理功能及皮肤 生物活性中起重要作用。神经酰胺的酰 基链长度的分布可影响脂质膜脂质的排 列和密度从而影响屏障功能［6］。研究显 示，天然神经酰胺的酰基链长度通常是 18-C，人工制备的 4-C 至8-C 酰基链神经 酰胺类似物的渗透功能是 6-C 酰基链类 似物最大效应的 10. 8 倍，说明短链神经 酰胺会降低皮肤屏障功能［7］。Skolova 等［8］的研究中也证实，制备的具有较短 酰基链(2-C， 4-C 及 6-C)的短链神经酰 胺(12-C)比天然神经酰胺(18-C)更易出现皮肤屏障功能的破坏。因此，神经酰 胺的长链对维持皮肤屏障正常功能是必 要的［9］。角质层中神经酰胺的含量会随 着年龄的增长不断减少。神经酰胺的减 少可引起皮肤功能异常，如瘙痒性皮肤 病患者的干燥中神经酰胺的含量明 显低于正常皮肤［10］。

是角质层主要的类固醇 物质，与其他组织相比，皮肤角质层含有 丰富的胆固醇硫酸盐，对调节角质层细 胞的聚合和剥离起重要作用［11］。胆固 醇硫酸盐是类固醇硫酸酯酶的底物，当 类固醇硫酸酯酶基因突变时可导致伴 X 隐性遗传的鱼鳞病［11］。

角质层中以大于20C 的直链游离脂肪酸为主，与胆固醇硫 酸盐相同，两者均为带电离子基团的脂质，因此认为其参与了脂质双分子膜结 构的形成。同时游离脂肪酸的分泌与表 皮 pH 值有关，离子状态的游离脂肪酸是 导致 pH 值变化的原因，调控 pH 值维持 在 4. 0 ～5. 5 之间。角质层 pH 值可通过 调节膜的横向结构，从而控制脂质膜的 物理性质和稳定性。去质子化的游离脂 肪酸影响脂质与脂质间的相互作用，如 脂质域(lipid domains)的，使得脂质 域间的连接可能出现缺陷，即膜屏障被 破坏，从而发生主动性渗透［12］。

在银屑病患者皮损中结 合游离脂肪酸的长链神经酰胺及含有 4羟双氢鞘氨醇的神经酰胺与鞘磷脂酶水 平低于其正常皮肤，但神经酰胺的总量 并无变化，说明神经酰胺减少对皮肤屏 障的影响，可能并非在于总量的减少，而 在于神经酰胺种类的比例失调［13］。

特应性皮炎患者皮 损及非皮损皮肤中的神经酰胺均减少， 特别是神经酰胺1 减少最为明显。且对 两者而言，神经酰胺的组成也是不同的。 如患者皮损中含有 α-羟基脂肪酸的神经 酰胺减少，而含有鞘氨醇的神经酰胺增 加，其正常皮肤则反之［1415］。

3 板层小体的结构与其对细胞间脂质 的作用

3. 1 结构 板层小体(lamellar bodies) 位于表皮，呈卵圆形，是环形排列的大小 约0. 2μm ×0. 3μm 的双分子膜分泌细胞 器，伴随角质形成细胞分化生成，首先见 于棘层上部，逐渐上移至颗粒层并明显 增加［16］。板层小体是一个非常复杂的 分泌结构，含有多种脂类、酶类及蛋 白等［17］。

种严重亚型)的研究中发现， ABCA12 功 能的缺失导致角质层脂质转运障碍，从 而引起 HI，因此其被认为是参与角层脂 质运输的转运子。学者 Akiyama 等［19］认 为 ABCA12 出现部分功能缺失的突变， 与 2 型板层样鱼鳞病(lamellar ichthyosis type 2)的发生有关。但目前，对于胆固 醇和磷脂是如何转运至板层小体尚不 清楚。

4 板层小体、细胞间脂质对皮肤屏障的 影响

当出现机械损伤如胶带反复粘贴、 局部溶剂或清洁剂反复清洗等引起皮肤 屏障急性破坏时，板层小体与脂质会做 出快速反应来恢复屏障功能。

4. 1 板层小体 当皮肤屏障受到急性 破坏时，颗粒层细胞迅速分泌和形成前 体板层小体，导致短期内板层小体数量 减少，抑制脂质转运，达到角质层脂质膜 的初步修复。之后，新生成的板层小体 出现在颗粒层，并快速发挥作用直至渗 透性屏障功能恢复［17］。研究显示，在屏 障破坏的前 15 ～30min，角质层中上部的 脂质双分子膜结构破坏并出现大量的裂 隙，颗粒层上部中原本已有的板层小体 会快速分泌并转运相应的物质，这些物 质呈折叠片状填充于角质细胞间隙，造 成了大量板层小体的消耗。约 30min 后，新生成的板层小体开始出现在颗粒 层，并分泌大量脂质、蛋白等参与屏障的 修复直至其功能恢复正常［16］。

 4. 2 神经酰胺 鞘脂是神经酰胺的骨 架。急性皮肤屏障破坏时，表皮中的鞘 脂类合成增加，参与合成鞘脂类的丝氨 酸棕榈酰转移酶(serine palmitoyl transferase)的活性亦增加［20］。葡糖神经酰胺 (glacosylceramides)是板层小体中最主要 的鞘脂，它在葡糖神经酰胺合成酶的作 用下由神经酰胺合成。葡糖神经酰胺合 成酶的活性主要在表皮上层表达。有研 究表明，急性屏障的破坏，葡糖神经酰胺 合成酶的活性并不增加［20］。但是局部 应 用 P4 ( D1threo1-phenyl2-hexade
canoylamino3-pyrrolidino1-propanol ) 抑 制葡糖神经酰胺合成酶的活性，急性破 坏的皮肤屏障的修复减慢［20］。说明葡 糖神经酰胺对皮肤渗透性屏障有重要作 用。Jennemann 等［20］的中，缺乏葡糖神经酰胺合成酶的小鼠在出生后 不久便死亡，这些小鼠表现出板层小体 及角质层结构的异常，说明葡糖神经酰 胺合成酶缺乏的小鼠出现了皮肤屏障功 能的缺陷。

还原酶活性在急性屏 障破坏的 15min 开始增加， 2. 5h 达到最 大， 15h 后趋于正常［21］。在动物实验中， 缺乏 3β-脱氢胆固醇还原酶-Δ24 (3βhydroxysterol-Δ24，是一种催化脱氢胆固 醇转化为胆固醇的酶)的小鼠，其表皮出 现大量的脱氢胆固醇。这些小鼠由于皮 肤屏障的异常在出生后不久便死亡［22］， 这个模型更加说明胆固醇对皮肤屏障的 重要性。其他胆固醇生成的末端通路的 异常也与皮肤异常相关，更加说明胆固 醇合成对皮肤屏障的重要作用［2325］。 ABCA1(ATP binding cassette transporter 1)是一种膜转运体，参与调控细胞内胆 固醇水平［26］。ABCA1 表达增加，细胞内 胆固醇水平增高;ABCA1 表达亦减少，细 胞内胆固醇降低［26］。皮肤屏障急性破 坏时， ABCA1 表达下降，导致细胞内的胆 固醇水平减少，更多的胆固醇溢出用于 渗透性屏障的恢复［26］。

4. 4 脂肪酸 皮肤屏障急性破坏时，脂 肪酸的生成增加。角质层的脂肪酸主要 表现为长链结构，这种结构对皮肤屏障 破坏时酶的激活和/或表达有影响。研 究显示，缺乏 ELOVL4(elongation of very
long chain fatty acid4)的动物皮肤屏障 功能出现严重的异常，并在出生后不久 死亡［27］。下调 ELOVL4 水平导致 N-酰 基链的长度变短，使神经酰胺缺乏长链 脂肪酸，将导致皮肤屏障异常，且出现角 质层脂膜的减少［9， 2829］。因此长链脂肪 酸对维持皮肤正常屏障功能有重要 作用。

5 外用脂质混合物改善皮肤屏障功能

局部使用的脂质混合物主要分为两 类，一类是非生理性脂质，如矿物油、凡 士林、羊毛脂、蜂蜡等。它们不会进入板层小体参与其代谢通路，但可填充于角 质层细胞间，形成不透水的薄膜从而阻 止水及电解质的散失。这些脂质可以迅 速修复部分皮肤屏障功能，但由于并未 从根本上纠正皮肤的异常，因此不能使 皮肤屏障功能完全恢复到正常水平。第 二种为生理性脂类，如神经酰胺、胆固 醇、游离脂肪酸等。这些脂质可以通过 角质层进入颗粒层细胞，并可联合自身 产生的脂质，参与修复皮肤屏障的破 坏［2］。因此，按照准确比例配制生理性 脂质混合物十分重要，否则一旦比例错 误，对板层小体的结构及皮肤屏障的功 能均会产生不良影响［30］。在不同的皮 肤生理病理状态下，应着重补充其缺乏 的脂类。例如，在年老自然衰老的皮肤 中，胆固醇生成下降明显，治疗时应用胆 固醇或者以胆固醇为主的脂类产品可以 达到很好的效果，而使用以脂肪酸为主 的脂类产品反而会阻碍皮肤屏障的修 复。特应性皮炎患者的皮肤主要缺乏神 经酰胺，因此补充神经酰胺或以神经酰 胺为主的产品效果较以胆固醇为主的更 佳［13］。研究显示，在修复皮肤受到胶带 等物理性损伤时，短期使用以神经酰胺 为主的生理性脂质屏障修复剂的防护作 用比以胆固醇为主的更好［30］。在某些 情况下，也可联合应用非生理性和生理 性脂类修复皮肤屏障，因为生理性脂类 需要进入细胞参与代谢后才能产生修复 屏障的作用，造成了一定的时间延迟，如 联合使用非生理性的脂质，便可及时形 成无渗透性膜，防止水、电解质的进一步 流失。

综上所述，表皮细胞间脂质及板层 小体通过一系列复杂而精密的生物化学 反应，对维持皮肤渗透性屏障功能起到 了至关重要的作用。临床上，在治疗由 于细胞间脂质减少导致皮肤屏障功能障 碍时，应用外源性脂质混合物是可靠且 有效的。因此，对于不同脂质成分缺失 的患者，有必要研发与应用更具针对性 的脂质外用制剂。

来源：曹畅, 华薇, 李利. 表皮细胞间脂质、板层小体对皮肤渗透性屏障影响的研究进展[J]. 中国皮肤性病学杂志, 27-1029.

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近年来，医学影像学技术发展日新月异，使得皮层下缺血性血管性疾病(subcortical ischemic vascular disease，SIVD)的检出率大大提高。在64岁人群中，脑白质异常高信号患病率可达到11%～21%，而在82岁人群中可高达94%[1]。在心脑血管疾病患者人群中，脑白质病变检出率更为普遍[2]。除去显性遗传性脑动脉病伴皮层下梗死和白质脑病(归为 SIVD，但和血管因素不相关)外，大部分SIVD都包含小血管栓塞，缺氧导致的炎症反应，神经血管基质完整性受损，血脑屏障破坏以及白质病理损伤相关的脱髓鞘以及轴突损伤，最终导致进展性的认知功能损害，称为皮层下血管性痴呆[3-4]。

脑白质是由少突胶质细胞构成的髓鞘包覆着的神经元轴突组成，主要功能是连接不同灰质区域信号的传导。髓鞘是一层脂肪组织，包裹在某些神经元的轴突外，有保护轴突并具有绝缘以及提高神经冲动传导速度的作用[5]。1个少突胶质细胞最多能包绕50个轴突片段形成髓鞘。由于血流量下降以及能量供给下降，白质缺血通常很快就会造成细胞肿胀以及组织水肿[6]。由于单个少突胶质细胞包绕众多轴突，单单损伤 1个少突胶质细胞就能导致严重的白质功能紊乱。少突胶质细胞对于兴奋性氨基酸以及氧化应激十分敏感。在SIVD的急性期，少突胶质细胞的形态迅速发生改变，伴随着血脑屏障破坏。而作为补偿机制，残留的少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cell，OPC)能增殖，包含脑室下区(subventricular zone，SVZ)以及是亚损伤部位(比如缺血半暗带)，迁移到损伤部位，然后分化为成熟的少突胶质细胞重新髓鞘化包裹受损的轴突[7]。然而，长期的缺血环境逐渐导致白质进展性损伤[8]。尽管SIVD中少突胶质细胞的功能以及功能失调仍在研究当中，但在已有包含了非缺血造成的白质损伤研究中，发现了少突胶质细胞的损伤以及修复过程中的重要因素。本文就是对少突胶质细胞损伤以及修复过程中的重要因素进行总结，以期为后续皮层下缺血性白质损伤后少突胶质细胞损伤与再生研究奠定基础。

1 少突胶质细胞损伤因素

少突胶质细胞对多种刺激高度敏感，诸如氧化应激[9]、兴奋性毒性[10]以及炎症反应，这些都可能导致少突胶质细胞死亡以及脱髓鞘。以下讨论少突胶质细胞死亡以及脱髓鞘的分子机制。

我培养的是3T3成纤维细胞，方法是：
（1）准备大量的3T3细胞，每个安瓿瓶装1－1000000个细胞，然后冻存。使用的细胞不超过20代。
（2）将3T3细胞加入175cm2的培养瓶中，用含有10％小牛血清DMEM培养。案每平方厘米15000个细胞接种。2天后换液，每4－5天传代。
（3）通过60Gy X射线或Co饲养细胞灭活。被照射的3T3细胞在4度条件下可存放3－4天。
（4）在无照射源的条件下，用丝裂菌素C灭活饲养细胞。
（5）在37度条件下，用400微克每毫升的丝裂菌素C处理单层3T3细胞1h。
（6）用胰蛋白酶消化丝裂菌素C处理过的细胞活，混悬细胞，用含有血清的培养液洗细胞2次。然后，用完全培养液混悬细胞调整细胞密度

分离培养大鼠腹腔巨噬细胞