皮肤并不是静态组织。正常情况下，表皮持续进行细胞更新；受到机械损伤、烧伤或其他刺激后，又需要在较短时间内重新建立完整的上皮屏障。在这一过程中，表皮干细胞及其产生的祖细胞承担着细胞补充、迁移和分化的重要任务。

  

近年来，随着谱系追踪、单细胞测序和三维培养模型的发展，研究人员对皮肤再生的认识也逐渐从“哪些细胞发生增殖”，转向“哪些细胞参与修复、如何改变命运，以及如何重新建立正常的表皮层次结构”。因此，在皮肤损伤修复研究中，仅检测一个增殖指标往往并不足够，更需要结合表皮基底细胞、干/祖细胞状态以及终末分化等多个维度进行评价。

  

一、表皮干细胞为什么是皮肤再生研究的重要切入点？

皮肤表皮主要由角质形成细胞组成，从内向外可以形成基底层、棘层、颗粒层和角质层。正常情况下，具有增殖能力的细胞主要位于基底层。部分细胞完成分裂后逐渐脱离基底膜，向表皮上层迁移，同时启动角质形成细胞分化程序，最终形成完整的皮肤屏障。

  

KRT5和KRT14是基底角质形成细胞中较典型的角蛋白，而随着细胞向上分化，KRT1、KRT10逐渐表达，进一步分化后则可以检测到Involucrin（IVL）、Loricrin（LOR）和Filaggrin（FLG）等蛋白。因此，从基底层到终末分化层，实际上形成了一套相对清晰的蛋白表达变化轨迹。

  

当皮肤发生创伤后，伤口边缘的表皮细胞以及不同皮肤区域中的干/祖细胞群体受到激活，通过增殖、迁移和分化参与再上皮化。毛囊相关干细胞在特定损伤环境下也可以被募集参与表皮修复，但不同干细胞亚群对正常稳态维持和创伤修复的贡献并不完全相同。

  

 

图片来源：Hur YH. Epidermal stem cells: Interplay with the skin microenvironment during wound healing. Molecules and Cells. 2024;47(12):100138.

这也提示了一个实验设计上的关键问题：“KRT14阳性”并不等同于“检测到了表皮干细胞”。

KRT5、KRT14首先反映的是基底角质形成细胞身份。要进一步评价干/祖细胞状态，通常还需要结合p63、Integrin α6、Integrin β1以及特定研究场景下的KRT15、COL17A1等指标，并同时观察细胞的增殖和分化状态。

  

二、表皮干细胞研究中，常用标志物该怎么选？

表皮干细胞并不存在一个适用于所有部位、物种和实验模型的“唯一标志物”。相比依赖单一蛋白，更合理的做法是根据研究问题建立组合检测体系。

标志物	主要生物学意义	在皮肤再生研究中的常见用途
KRT5	基底层角质形成细胞角蛋白	判断基底细胞身份和表皮基底层完整性
KRT14	基底层角质形成细胞角蛋白	观察基底细胞、创缘活化角质形成细胞及再上皮化区域
p63	表皮发育及基底层干/祖细胞维持相关转录因子	辅助评价未分化、具有增殖潜能的基底细胞群体
Integrin α6/CD49f	基底细胞与基底膜黏附相关分子	表皮干/祖细胞鉴定、定位及细胞分选研究
Integrin β1/CD29	ECM黏附相关分子	高表达群体常用于富集具有较高增殖和克隆形成能力的角质形成细胞
KRT15	常用于毛囊隆突区等特定干细胞群体研究	毛囊干细胞、皮肤损伤后的细胞募集研究
COL17A1	半桥粒相关跨膜蛋白	表皮干细胞稳态、黏附、衰老及细胞竞争研究
Ki67	细胞增殖标志物	评价损伤后角质形成细胞增殖状态
KRT10	角质形成细胞早期分化标志物	判断新生表皮是否开始恢复正常分层
IVL	中后期角质形成细胞分化相关蛋白	评价表皮成熟和分化水平

  

其中，Integrin β1较高表达的角质形成细胞往往表现出更强的细胞外基质黏附能力和克隆形成能力，因此Integrin β1及Integrin α6经常用于表皮干/祖细胞富集和表型研究。已有研究也使用胶原IV快速黏附等方法对这一类细胞进行富集。

 

KRT15的使用则需要更加谨慎。它是经典的毛囊隆突区干细胞相关标志物之一，但并非所有KRT15阳性细胞都属于干细胞，而且损伤后其表达范围也可能发生变化。因此，与其将KRT15作为“干细胞身份证”，不如将其作为特定表皮或毛囊细胞亚群的辅助指标，并结合组织定位及其他标志物共同判断。

  

另一个近年来受到关注的分子是COL17A1。研究发现，COL17A1不仅参与表皮基底细胞与基底膜之间的连接，还与表皮干细胞竞争和皮肤衰老有关。COL17A1表达较高的细胞在维持基底层稳态方面表现出一定优势，而随着年龄及细胞应激增加，COL17A1下降与表皮稳态受损相关。

  

三、皮肤再生修复实验，可以怎么搭建检测方案？

围绕皮肤修复过程，可以把实验设计拆分为三个层次：是否完成再上皮化、基底干/祖细胞是否被激活，以及新生表皮是否恢复正常分化。

  

方案一：组织水平观察皮肤损伤后的再上皮化

对于小鼠皮肤全层切除伤、烧伤模型或其他损伤模型，可以首先通过HE染色观察伤口整体结构，包括创面宽度、新生表皮长度、表皮厚度以及组织结构恢复情况。

随后进行免疫荧光或免疫组化检测。

例如，KRT5/KRT14可用于定位新生表皮的基底细胞区域；p63可辅助观察基底层具有增殖潜能的细胞群体；Ki67反映创缘及新生表皮中的增殖活动。

因此，一个相对实用的组合是：KRT14（或KRT5）+ p63 + Ki67。

这一组合分别从“基底细胞身份”“干/祖细胞相关状态”和“细胞增殖”三个层面观察再上皮化过程，而不是单纯以Ki67增加作为“再生增强”的依据。

  

方案二：增加分化指标，判断新生表皮是否真正恢复

伤口闭合并不意味着正常表皮结构已经完全恢复。

如果实验关注的是“皮肤再生质量”，建议进一步加入KRT10、IVL、LOR或FLG等分化指标。KRT10通常位于基底层以上，而IVL、LOR、FLG对应更加成熟的角质形成细胞分化阶段。

实验中可以同时观察：

KRT14/p63：基底层和干/祖细胞相关状态

Ki67：增殖

KRT10/IVL：分化

  

如果某种处理促进Ki67升高，却伴随KRT10、IVL表达持续异常，就需要进一步判断其作用是促进了正常再生，还是仅仅诱导了持续性细胞增殖。

这种“增殖+分化”的联合评价方式，对生长因子、药物、小分子、细胞治疗以及生物材料促进创伤修复等研究尤其重要。

  

方案三：原代角质形成细胞或表皮干/祖细胞研究

如果研究进一步深入到细胞机制，可以从人或小鼠皮肤分离原代角质形成细胞，在体外评价干/祖细胞特征。

Integrin α6和Integrin β1可用于细胞表型检测，也可根据实验体系进一步进行流式分群。对于获得的细胞群体，则可以结合克隆形成实验评价其长期增殖潜能。

此时，抗体检测负责回答的是“细胞表达什么”，而克隆形成、长期培养或再生能力实验回答的是“细胞能做什么”。

因此，较为严谨的表皮干细胞研究通常不会仅依赖一次WB或一次免疫荧光结果，而会将标志物表达、组织定位、增殖能力和功能实验结合起来。表皮干细胞研究领域的谱系追踪技术进一步表明，真正确定某类细胞是否长期参与组织稳态和修复，还需要追踪其后代及细胞命运。

  

四、从“干细胞数量”进一步研究到“干细胞状态”

随着研究深入，皮肤再生领域关注的重点已经不仅是损伤后干细胞是否增多，还包括细胞所处的微环境。

成纤维细胞、免疫细胞、血管内皮细胞以及细胞外基质均可以影响表皮干/祖细胞的激活、迁移和分化。因此，在较完整的创伤修复研究中，还可以根据课题需要进一步加入炎症反应、血管生成、ECM重塑等指标，将表皮再生与局部微环境变化联系起来。

例如，同样表现为伤口面积缩小，两组动物的修复机制可能完全不同：一组主要表现为角质形成细胞快速迁移，另一组可能表现为持续增殖和异常表皮增厚。因此，只有将组织结构和分子标志物结合分析，才能更准确地解释“修复加快”背后的生物学过程。

 

五、皮肤再生研究中的抗体如何组合更合理？

针对上述实验思路，可以按照研究目的搭建不同层级的检测组合，而不必一次检测大量指标。

研究目的	建议核心指标	翌圣相关抗体产品参考
基底角质形成细胞鉴定	KRT5	Cytokeratin 5 Rabbit mAb，Cat#38958ES
基底干/祖细胞相关状态	p63	p63 Rabbit mAb，Cat#38151ES
基底膜黏附/干祖细胞表型	Integrin α6	Integrin alpha 6 Rabbit mAb，Cat#38899ES
ECM黏附及细胞富集	Integrin β1/CD29	Integrin β1/CD29 Recombinant Rabbit mAb [KD验证]，Cat#775477ES
表皮稳态及衰老相关研究	COL17A1	Collagen XVII alpha 1 Rabbit mAb，Cat#38897ES
细胞增殖	Ki67	Ki67 Rabbit mAb，Cat#772939ES

  

翌圣官网目前可以检索到上述多个相关靶点。其中Integrin β1/CD29重组兔单抗已提供WB、FC、ICC/IF和IHC-P等应用信息；Ki67 Rabbit mAb可用于IHC-P、ICC/IF、FC和WB等检测。具体实验中仍应根据样本种属、组织固定方式和检测平台选择对应抗体及实验条件。

对于皮肤组织研究，相比只进行WB，免疫荧光和免疫组化通常能够提供更多空间信息。例如，观察p63或Ki67时，信号究竟位于基底层、创缘，还是已经进入上层表皮，对结果解释具有直接影响。因此，在条件允许的情况下，可以将WB用于总体蛋白水平验证，将IF/IHC用于组织定位，两者相互补充。

  

六、实验设计中几个容易被忽视的问题

首先，不建议使用单一标志物定义表皮干细胞。KRT5/KRT14可以很好地标记基底角质形成细胞，但并不能单独证明细胞具有长期自我更新能力；KRT15等标志物同样具有组织区域和实验条件依赖性。

其次，Ki67升高代表细胞处于活跃增殖状态，但“增殖增强”并不等于“干性增强”。如果研究目标是评价干/祖细胞状态，应同时结合p63、Integrin α6/β1等指标，并根据需要增加克隆形成等功能实验。

最后，需要区分毛囊干细胞和毛囊间表皮干/祖细胞。不同皮肤区域中的干细胞群体具有明显异质性。例如，LGR5、KRT15、CD200等更多用于特定毛囊干细胞群体研究，不能简单套用于所有表皮修复模型。

  

结语

皮肤再生并不是简单的“细胞增殖—伤口闭合”过程，而是基底细胞激活、迁移、增殖、分化以及表皮屏障重新建立的一系列连续变化。

对于表皮干细胞相关研究，与其寻找一个所谓的“特异性干细胞标志物”，更值得关注的是建立一套能够回答研究问题的标志物组合。例如，以KRT5/KRT14确定基底细胞身份，以p63和Integrin α6/β1辅助评价干/祖细胞状态，以Ki67评价增殖，再通过KRT10、IVL等观察分化恢复，可以较完整地描述损伤后表皮再生过程。

随着谱系追踪、单细胞组学及三维皮肤模型不断应用于皮肤研究，表皮干细胞的异质性及其与局部微环境之间的关系仍将是理解皮肤稳态、衰老和损伤修复的重要方向。

   

参考文献

1. Peña OA, Martin P. Cellular and molecular mechanisms of skin wound healing. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2024;25:599–616.

2. Hur YH. Epidermal stem cells: Interplay with the skin microenvironment during wound healing. Molecules and Cells. 2024;47(12):100138.

3. Kretzschmar K, Watt FM. Markers of epidermal stem cell subpopulations in adult mammalian skin. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2014.

4. Liu N, Matsumura H, Kato T, et al. Stem cell competition orchestrates skin homeostasis and ageing. Nature. 2019;568:344–350.

5. Tang X, Wang J, Chen J, et al. Epidermal stem cells: skin surveillance and clinical perspective. Journal of Translational Medicine. 2024;22:779.

6. Genetic Tools for Cell Lineage Tracing and Profiling Developmental Trajectories in the Skin. Journal of Investigative Dermatology. 2024;144:936–949.

本文内容仅供生命科学研究及实验方案设计参考，具体标志物组合应结合研究物种、取材部位、模型类型及实验目的进行选择。