提到上皮細(xì)胞，大多數(shù)人首先想到的是人體皮膚表層的細(xì)胞，實(shí)際上肺、腸等身體內(nèi)部器官表面的細(xì)胞也是上皮細(xì)胞。換句話講，覆蓋在機(jī)體表面與內(nèi)部器官表面的細(xì)胞均為上皮細(xì)胞。上皮細(xì)胞可以按形狀分為柱狀和鱗狀，按層數(shù)分為單層和復(fù)層，還可以按分布分為被覆上皮、肌上皮、腺上皮、感覺(jué)上皮、生殖上皮等。這些上皮細(xì)胞形態(tài)不同，功能各異，但都在機(jī)體發(fā)揮著重要作用。

圖1 上皮細(xì)胞形態(tài)的多樣性[1]

上皮細(xì)胞的功能非常多，涉及分泌，吸收，保護(hù)，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。構(gòu)成皮膚的上皮細(xì)胞使皮下組織免受物理?yè)p傷，細(xì)菌侵入，水分流失等，很多女士喜歡敷面膜，就是利用了上皮細(xì)胞的吸收功能；覆蓋胰腺的上皮細(xì)胞能分泌胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等多種消化酶促進(jìn)消化；另外，小腸表面的上皮細(xì)胞能從消化的食物中吸收養(yǎng)分, 呼吸道表面的上皮細(xì)胞構(gòu)成黏膜，這些黏膜能分泌黏液阻止吸入的細(xì)菌與病毒進(jìn)入肺部。皮膚、鼻子、舌頭、眼睛等與神經(jīng)末梢接觸的器官表面有特化的上皮細(xì)胞，它們能夠識(shí)別感覺(jué)刺激。

圖2?上皮細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[1]

令人苦惱的斑禿就是因?yàn)樯掀ぜ?xì)胞和免疫細(xì)胞的合作出了問(wèn)題。毛發(fā)是由毛母細(xì)胞不斷分裂形成的，這就意味著毛母細(xì)胞與癌細(xì)胞一樣分裂非?；钴S。正常情況下，毛囊所在的上皮細(xì)胞會(huì)表達(dá)多種免疫抑制蛋白，形成一道“免死金牌”，阻止T細(xì)胞、NK細(xì)胞消滅毛母細(xì)胞；但有些人的免疫抑制蛋白表達(dá)不穩(wěn)定，導(dǎo)致免疫細(xì)胞攻擊毛母細(xì)胞，造成毛發(fā)過(guò)早脫落。

圖3?斑禿形成的原理[2]

而生活中比較常見的各類過(guò)敏性疾病如哮喘、過(guò)敏性鼻炎、特應(yīng)性皮炎等也都是由上皮細(xì)胞功能障礙引起的。以呼吸道為例，當(dāng)上皮細(xì)胞被破壞或異?；罨瘯r(shí)，會(huì)分泌IL-25、IL-33等細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子能激活免疫系統(tǒng)，刺激Th2細(xì)胞（輔助型T細(xì)胞2），活化ILC2細(xì)胞（2型先天淋巴細(xì)胞），釋放大量炎癥因子（如IL-4、IL-9、IL-13等），引起過(guò)敏反應(yīng)。

圖4?上皮細(xì)胞異?；罨c過(guò)敏[3]

人每天的日常活動(dòng)都需要消耗大量的能量，這些能量主要來(lái)源于食物中獲得的營(yíng)養(yǎng)。小腸上皮細(xì)胞是人體營(yíng)養(yǎng)吸收的主力軍，為了充分吸收食物中的葡萄糖、氨基酸、脂肪酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，小腸上皮內(nèi)表面形成了大量環(huán)形皺襞，皺襞表面又遍布絨毛，大大增加了小腸與食物接觸的表面積，促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)的高效吸收。小腸上皮細(xì)胞因?yàn)橹苯颖┞对谕饨绛h(huán)境中，與多種消化酶、各類食物等直接接觸，平均壽命通常只有2-4天，算是細(xì)胞里最辛苦的“搬磚人”。

人是泛食動(dòng)物，小腸需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)自身的吸收功能，以高效吸收不同種類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。最新研究發(fā)現(xiàn)，上皮細(xì)胞與免疫細(xì)胞參與了小腸膳食應(yīng)答的過(guò)程。研究者先給予小鼠高糖飲食，然后轉(zhuǎn)換成高蛋白飲食，發(fā)現(xiàn)小腸上皮細(xì)胞的“碳水相關(guān)產(chǎn)物表達(dá)”含量會(huì)降低。這種按需表達(dá)的機(jī)制是由γδ T細(xì)胞抑制IL-22表達(dá)水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。總的來(lái)講，腸道上皮細(xì)胞能夠根據(jù)需要吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)類型表達(dá)相應(yīng)的酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。

圖5?腸道對(duì)飲食變化的適應(yīng)機(jī)制[4]

為啥只吃一點(diǎn)點(diǎn)，我也會(huì)發(fā)胖，是很多人的困惑。實(shí)際上，小腸上皮細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程是受到精確調(diào)控的，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)攝入過(guò)多時(shí)，腸上皮會(huì)分泌腸降血糖素（GLP-1），進(jìn)而促進(jìn)胰島素的分泌，降低血糖，促進(jìn)棕色脂肪燃燒，使機(jī)體避免肥胖、糖尿病、高血壓等疾病的侵?jǐn)_。但是，為了避免營(yíng)養(yǎng)的浪費(fèi)，腸上皮中有一群淋巴細(xì)胞表面會(huì)表達(dá)GLP-1受體，它能與腸上皮分泌的GLP-1相結(jié)合，抑制GLP-1發(fā)揮功能，使人易患肥胖、高血壓等代謝性疾病。

圖6 GLP-1調(diào)節(jié)代謝的機(jī)制[5]

大家談之色變的癌癥有80%以上都是由上皮細(xì)胞癌變引起的，上皮細(xì)胞間質(zhì)充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）是腫瘤研究中一個(gè)繞不開的話題。EMT是指上皮細(xì)胞通過(guò)特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細(xì)胞的生物學(xué)過(guò)程。EMT最早是發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育中的一個(gè)現(xiàn)象（1型EMT），在人體的表皮細(xì)胞受到損傷之后，也會(huì)出現(xiàn)EMT的現(xiàn)象，這是機(jī)體的主動(dòng)修復(fù)過(guò)程（2型EMT）。但在腫瘤發(fā)展的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生EMT的現(xiàn)象，腫瘤細(xì)胞會(huì)喪失上皮細(xì)胞的極性，減少與周圍細(xì)胞基質(zhì)的接觸，獲得遷移與侵襲的能力（3型EMT）。

圖7?EMT的原理及不同類型[6]

那么上皮細(xì)胞是否就對(duì)自身的癌變束手無(wú)策呢？最新研究發(fā)現(xiàn)，在癌癥初期，正常的上皮細(xì)胞能識(shí)別鄰近癌變的上皮細(xì)胞并清除他們，整個(gè)過(guò)程無(wú)需免疫細(xì)胞的參與。也就是說(shuō)，上皮細(xì)胞有不依賴于免疫系統(tǒng)的抗腫瘤活性。這一現(xiàn)象被稱為上皮防御癌癥機(jī)制（EDAC，epithelial defense against cancer）。

圖8?EDAC作用的分子機(jī)制[7]

鑒于上皮細(xì)胞分類的復(fù)雜性和分布的廣泛性，南模生物在小鼠各類上皮細(xì)胞標(biāo)志基因中敲入重組酶元件，構(gòu)建了多種Cre/Dre工具鼠，有助于滿足大家不同的科研需求。各類上皮細(xì)胞工具小鼠模型信息見下表。

南模生物深耕基因編輯領(lǐng)域，提供全方位模式生物服務(wù)，包括基因修飾成品模型供應(yīng)、個(gè)性化模型定制、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥效評(píng)價(jià)等，滿足不同實(shí)驗(yàn)室需求。