12.2.1 细胞来源
干细胞是所有哺乳动物生命的基础，也是构建类器官的主要细胞来源［8］。构建皮肤类器官的细胞有多种来源，其中最常见的干细胞为多能干细胞［9］。在特定诱导条件下，多能干细胞可以分化为任何细胞或组织类型［10］。皮肤类器官可来源于多能干细胞，通过细胞自组装形成由皮肤祖细胞和类似胎儿毛囊组成的皮肤样结构。此外，成体干细胞、来源于成体干细胞或多能干细胞的角质形成细胞、成纤维细胞，以及脐带血单核细胞，也是构建皮肤类器官的重要细胞来源［9，11，12］。
1.多能干细胞
多能干细胞是目前构建皮肤类器官最为常见的细胞来源［9］。多能干细胞具有无限自我更新的特性，且能分化为3种胚层来源的成熟细胞，如角质形成细胞、成纤维细胞，以及各种前体细胞。因此，多能干细胞被认为是用于实验和临床治疗的重要细胞来源［13］。
多能干细胞包括胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）［14］。通过激活或抑制已知的细胞信号通路，多能干细胞可以在特定条件下分化为角质形成细胞和成纤维细胞。例如，使用视黄酸和骨形态发生蛋白-4（bone morphogenetic protein 4，BMP-4）的组合，可以在4周内诱导多能干细胞产生大量均质分化的角质形成细胞，且该分化过程中细胞死亡率较低［5，15］。此方法诱导产生的角质形成细胞用于皮肤病的治疗已进入临床试验阶段［16］。虽然有文献报道多能干细胞可以通过诱导产生成纤维细胞，但相比于角质形成细胞的产生，真皮细胞很难特异性地从多能干细胞中产生［12］。目前已有诱导方式是通过诱导多能干细胞转化为近轴中胚层细胞或者神经嵴细胞，然后将其分化为成纤维细胞，但衍生的细胞群中包含其他相关细胞亚型，并且无法产生整个真皮成纤维细胞谱系［5，17］。在构建复杂皮肤类器官的应用中，多能干细胞展现了十分优秀的多能分化能力和自组装能力，已有研究报道了一种由人类多能干细胞构建的复杂皮肤组织的皮肤类器官培养系统［1，7］。通过转化生长因子β（transforming growth factorβ，TGF-β）抑制剂、BMP4、纤维母细胞生长因子2（fibroblast growth factor，FGF2）以及BMP抑制剂等顺序诱导。经过4～5个月培养，皮肤类器官可以发展出复层表皮、富含脂肪的真皮和带有皮脂腺的着色毛囊，还可以在类器官中观察到神经束样的感觉神经元和施旺细胞。将该皮肤类器官移植到裸鼠体内时，类器官可形成扁平、多毛且几乎完全天然的皮肤［1，7］。
除ESCs外，多能干细胞还可利用重编程技术从体细胞来源获取，如山中申弥团队利用病毒载体将4个转录因子（Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc）的组合转入分化的体细胞中，可使其重编程而得到多能干细胞［18］。目前可利用的体细胞包括血细胞、角质形成细胞和成纤维细胞等，其中成纤维细胞的重新编程成功率较低，约为0.01%～0.5%，需要3～5周［19］；角质形成细胞则具有较高的重新编程成功效率，约为1%～2%，2～3周即可传代［20］。
2.成体干细胞
每种器官都有其各自特异的成体干细胞，它们通常位于特殊微环境构成的细胞“龛”中，这种细胞“龛”对干细胞的特性和功能的维持十分重要。皮肤含有多种成体干细胞，包括表皮干细胞、毛囊干细胞、真皮间充质干细胞和黑素细胞干细胞等［21］。这些不同的干细胞在体内的主要功能是维持正常的组织更新和参与组织修复，在体外培养中，这些成体干细胞同样可以用于皮肤类器官的构建。毛囊间表皮（interfollicular epidermis，IFE）主要由角质形成细胞组成，其中表皮干细胞驻留在IFE基底层，并通过整合素附着在下面的基底膜上，参与表皮的更新与修复。表皮干细胞在皮肤类器官的培养中应用广泛，有研究甚至通过使用含有高钙、FGF、c AMP的表皮培养基构建出具有复层结构且能长期培养（＞6个月）的表皮类器官［22］。此外，将源自成年小鼠爪垫真皮汗腺的上皮细胞嵌入基质胶中可构建汗腺类器官。这种类器官保持了干细胞的特性和功能，具有分化为汗腺细胞和表皮细胞的能力，移植到损伤的皮肤中能促进损伤部位的汗腺再生［23］。(https://www.daowen.com)
3.角质形成细胞
角质形成细胞是构成皮肤表皮及其他附属器的主体。有研究表明由表皮干细胞、多能干细胞分化而来的角质形成细胞通过接种到含有成纤维细胞的胶原基质上，可获得具有皮肤表皮层结构和功能的皮肤类器官［11］。
4.成纤维细胞
成纤维细胞作为构成真皮层的主要细胞，通过分泌各种细胞外基质为皮肤组织提供了支撑作用，并赋予皮肤弹性和伸展性。在皮肤类器官的培养中，成纤维细胞及其细胞系作为饲养层细胞，通过与基质胶组合为角质形成细胞的接种提供基质，参与皮肤3D结构的构建并最终形成皮肤类器官的真皮成分［12，24］。目前最常用的成纤维细胞为3T3细胞系［24］。此外，对成纤维细胞的重编程可收获多能干细胞，但目前成功率较低［19］。
5.脐血干细胞
脐血干细胞包括造血干细胞、脐血间充质干细胞，以及内皮祖细胞等组分［25］。从脐血干细胞中获得的多能干细胞具有较高的多能性、正常核型以及更高的三胚层分化能力，由其衍生的角质形成细胞和成纤维细胞具有与原始细胞更为相似的特征［12，26］。