白癜风的发病是黑素细胞被破坏、缺失所致,因此黑素细胞是白癜风的核心相关细胞,对黑素细胞的进一步认识有助于科学、理性的认识和对应白癜风。
黑素细胞(MC)的起源:
原始的黑素细胞源于神经嵴的胚胎细胞,在胚胎早期即开始通过间质向表皮移动,移行过程非常复杂已知受c-Kit基因编码的多种干细胞因子和其受体调节。通过移行,黑素细胞约在胚胎的7~8周进入表皮,它们分布于基底层及其上方,随着表皮各层的分化、发育,黑素细胞呈单个的、有序的分布于基底层细胞之间。黑素细胞的树枝突与周围的基底层细胞和棘层细胞相接触,但不相互通连,当成熟的黑素小体进入树枝突顶端后被角质形成细胞吞噬而进入角质形成细胞。

素细胞的分布:
人体内儿乎所有的组织内均可见到黑素细胞,但以表皮基底层、各种粘膜上皮、真皮、毛囊、血管周、内耳、软脑膜、周围神经和交感神经链、眼的视网膜色素上皮和脉络膜为最多。白癜风时破坏因素有时可以波及这些部位的黑素细胞,这可以解释为什么白癜风患者容易伴发眼部疾病及耳听力缺陷。在成人表皮中,黑素细胞约占表皮细胞总数的3%~5%,黑素细胞总数约为20亿,重量约为1g,平均密度1500个/mm2(平方毫米皮肤),它们在体表对称分布,但在不同的部位黑素细胞的数量不等,如头部和前臂约为2000/mm2,包皮约2400/mm2其他部位约为1000/mm2。在性别和种族之间黑素细胞的数量密度并无差别,不同人种皮肤色素深度的差异与每个黑素细胞内的黑素小体数量及每个小体中的黑素密度相关。
黑素细胞形态:
黑素细胞在皮肤内主要在表皮基底层和毛球部,在普通的HE染色病理切片下胞体呈圆形,核小而深染,胞浆透明又称透明细胞,(左图是正常的人类表皮HE染色结果,蓝色箭头所指有白色空疱的细胞就是黑素细胞)以此与角质形成细胞相鉴别,约4~10个基底细胞间可见一个黑素细胞。电镜下黑素细胞有1~10个树枝突,伸向四周的角质形成细胞,最长的可达颗粒层。细胞核呈圆形有一到两个核仁,黑素细胞浆内有丰富的线粒体、高尔基体,内质网发育良好,其结构与分泌细胞相同,能合成和分泌黑素体,故黑素细胞可视为一个单细胞腺体,而称为分泌黑索细胞。黑素细胞无桥粒与周围角质形成细胞相连,胞浆内缺乏张力丝,但有各期黑素小体,其胞浆较角质形成细胞胞浆透明。

黑素细胞电子显微镜模式图

真皮内的黑素细胞
真皮内的黑素细胞为自禁黑素细胞,它将合成的黑素保留在细胞体内。最常见的真皮内黑素细胞是痣细胞(nevocyte):痣细胞也是黑素细胞,它是一种特殊的黑素细胞。说它是黑索细胞是因为它有合成黑素的能力,胞浆内有黑素体。当黑素细胞单个或成群地分布于真皮内或皮下脂肪内,它们无树枝突,呈圆形,立方型或上皮细胞佯,统称为痣细胞。根据痣细胞在真皮内的位置:在真皮上方的痣细胞。胞浆内可见大量黑素体,称为A型痣细胞;在真皮下方的痣细胞,胞浆内无黑素体,称为c型痣细胞;介干两者之间的痣细胞称为B型痣细胞,胞浆内可见少量黑素体。
毛囊的黑素细胞
毛囊是由表皮向下陷入真皮甚至皮下组织所形成的囊状结构。毛囊的黑素细胞也由神经嵴移行而来,向毛囊移行的黑素细胞分为两种类型:一种是位于生长期毛囊毛母质和漏斗部具有黑素合成活性的黑素细胞,这是发挥功能的黑素细胞构成了毛发的黑色;另一种是分布于生长期毛发外毛根鞘(Outer Root Sheath,ORS)中,无黑素合成活性、未活化的无色素性黑素细胞(amelanotic melanocyte,AMMC),被视为黑素细胞的储备库,必要时(比如白癜风时)AMMC可被某些特定因子激活,并增殖、游走,产生黑素,具有干细胞的某些特性,根据这一特性利用AMMC治疗白癜风使皮肤重新复色已成为一个新的医学研究热点。
黑素细胞的功能:
黑素细胞的主要功能是合成黑素,黑素在黑素细胞的黑素小体中合成,黑素小体的前体是高尔基体,其内膜含有酪氨酸酶,可以将酪氨酸转化为黑素,在此过程中逐渐脱离高尔基体形成黑素颗粒,通过树突样结构转送至周围角质形成细胞后在细胞核上形成帽状结构,减少紫外线对细胞核的损伤,同时也形成了皮肤的颜色。
此外黑素细胞同时具有免疫功能。黑素细胞表面可以表达人类主要组织相容抗原复合物(MHC)-Ⅰ、Ⅱ类分子和粘附分子如细胞间粘附分子-1、血管细胞粘附分子-1。能合成细胞因子如白介素(IL)-1、IL-6、IL-8和转化生长因子(TGF)-β1。另外,MC同时具有吞噬作用和向T细胞递呈抗原的能力。MC递呈麻风分枝杆菌的65-kD热休克蛋白,在引起T细胞增生的同时,自身成为细胞毒性T细胞的靶细胞。这些结果提示MC具有非专职抗原递呈细胞(APC)的作用,这些免疫功能可能和白癜风时黑素细胞易受破坏有关。

关于酪氨酸酶和铜元素
如上图所示,酪氨酸酶是黑素细胞的功能酶,依附于高尔基体内膜上,黑素细胞依靠它将酪氨酸转化为黑素,该酶含有两个铜原子,在上世纪70年代曾认为白癜风是酪氨酸缺陷所致,并依据其含铜原子而采取补充铜元素的方法治疗白癜风 。现已明确白癜风的发生和酪氨酸酶无关,是整个黑素细胞破坏消失所致,补充铜治疗是无效的。人类酪氨酸酶先天缺陷会导致白化病的发生,补充铜对白化病无效。
表皮黑素单位:
每个黑素细胞及其周围接受黑素的角质形成细胞构成一个结构和功能单位,名为表皮黑素单位。它们共同完成黑素的合成、转输和降解。表皮黑素单位是一动态的单位,它对内源性的或外源性的刺激高度敏感。黑素细胞及其相关的角质形成细胞和表皮内环境之间的交流是非常复杂的。这种交流影响着黑素细胞各种功能的水平。它们之间的关系若发生变化,不仅会影响黑素细胞内的黑素的合成,还可影响黑素细胞的生长、增殖、分化、免疫的感受性、细胞毒性、炎症介质、细胞因子和基质蛋白的产生,以及黑素细胞的游走等。
黑素细胞的移行能力:
如前所述胚胎时期,胚胎黑素细胞从神经嵴向表皮移动,在色素痣的形成过程中黑素细胞向真皮移动,白癜风恢复期毛囊内及白斑周围正常皮肤内的黑素细胞移向白斑部。这说明黑素细胞是可以游走的,但是什么因素促进其游走已引起许多学者的兴趣并对其进行了研究。Morelli等在实验室证明白三烯(LTC)和TGF-α均可影响黑素细胞的游走和趋化,而LTC作用较强,持续的时间也较长。此外移行能力和年龄有关,儿童的黑素细胞移行能力优于成年人和老人,黑素细胞的移行能力对白癜风的恢复有重要意义。
黑素细胞的脆弱性:
黑素细胞易受免疫损害或杀死。
1、体液免疫作用:许多实验证实白癜风患者血清中存在抗MC来源抗原的自身抗体。这些抗原包括酪氨酸酶和MC分化抗原如gp100/Pmel17和酪氨酸酶相关蛋白(TRP)-1、TRP-2。上述抗原均位于黑素细胞体内,在正常情况下并不会暴露于免疫系统,因此推测这些抗体是黑素细胞破坏后泄露出来的继发性抗体,而非黑素细胞的最初始发破坏原因。但来自患者的血清在体外实验中可通过经典补体激活途径及抗体依赖的细胞毒作用破坏黑素细胞,提示至少部分抗体可通过识别细胞膜上的抗原发挥作用。
2、细胞免疫作用:对炎症型白癜风皮损区红色、隆起的边缘进行组织病理、免疫组化研究发现在黑素细胞周围存在T细胞浸润,浸润的T细胞中CD8/CD4的比例升高,细胞上CLA(皮肤淋巴细胞相关抗原)和IL-2受体表达增多,从而提示了细胞免疫在白癜风发病中的作用。van den 等学者继而对寻常泛发型白癜风皮损边缘的研究也发现了相似结果。免疫组化研究表明在与MC相邻的T细胞中,大部分均为CD8+/CLA+,并且大部分同时表达穿孔素和颗粒酶。同时体外实验表明MC耐受Fas-配体介导的凋亡途径,而对胞吐颗粒介导的途径敏感。有关白癜风发病的假说中,自身免疫学说得到了越来越多的实验结果的支持,另外控制方法的原理亦均基于免疫抑制和调理作用,也可以反过来证明自身免疫损伤理论。
3、黑素细胞对外源性过氧化氢和内源性的活性氧的损伤非常敏感。根据比较培养的黑素细胞与培养的角质形成细胞和培养的纤维母细胞发现,黑素细胞缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶 和超过氧岐化酶,由于缺乏这种保护机制,因此黑素细胞在炎症过程中,对噬细胞、NK细胞和白细胞所产生的活性氧更加敏感,这可能是导致黑素细胞的损伤和中毒的另一机制,有些学者认为这种氧化损伤是诱发白癜风的主要原因,损伤后的黑素细胞其细胞内抗原暴露于免疫系统,诱发雪崩式的免疫连锁反应,使白癜风发展扩大。

















