上皮細(xì)胞是構(gòu)成上皮組織的基本功能單位，廣泛分布于機(jī)體的內(nèi)外表面，如皮膚、消化道、呼吸道、泌尿生殖道以及腺體等。它們不僅是機(jī)體的第一道物理和化學(xué)屏障，還參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、分泌、感覺(jué)傳遞以及免疫調(diào)節(jié)等多種生理過(guò)程。近年來(lái)，隨著單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)、類(lèi)器官模型和基因編輯技術(shù)的快速發(fā)展，科學(xué)家們對(duì)上皮細(xì)胞的異質(zhì)性、功能多樣性及其在疾病中的作用有了更深入的理解。

上皮細(xì)胞的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)特征：
    上皮組織根據(jù)表層細(xì)胞的形狀以及細(xì)胞層數(shù)的單層或多層進(jìn)行分類(lèi)。
表層細(xì)胞的形狀：

• 鱗狀上皮（Squamous） - 細(xì)胞扁平，寬度大于高度
  • 細(xì)胞核通常比扁平細(xì)胞高，并凸向管腔
  • 細(xì)胞質(zhì)較薄，難以觀察
• 立方上皮（Cuboidal ） - 細(xì)胞的高度與寬度相近
  • 球形細(xì)胞核位于細(xì)胞中央
• 柱狀上皮（Columnar） - 細(xì)胞的高度大于寬度
  • 橢圓形細(xì)胞核位于細(xì)胞基部附近

細(xì)胞層數(shù)：

• 單層上皮（Simple） - 僅由一層細(xì)胞組成
  • 所有細(xì)胞均與基底膜（紫色）接觸
• 復(fù)層上皮（Stratified ） - 由兩層或更多層細(xì)胞組成
  • 只有最底層的細(xì)胞（黃色）與基底膜（紫色）接觸

特殊上皮：

• 假?gòu)?fù)層柱狀上皮（Pseudostratified Columnar）
  • 單層細(xì)胞
  • 細(xì)胞核位于不同水平
  • 并非所有細(xì)胞都到達(dá)表面
  • 所有細(xì)胞均與基底膜（紫色）接觸
• 變移上皮（Transitional） - 用于上皮組織被拉伸的部位
  • 多層細(xì)胞
  • 只有最底層的細(xì)胞（黃色）與基底膜（紫色）接觸
  • 形態(tài)隨組織的松弛或拉伸而變化
    • 松弛狀態(tài) - 表層為大而圓頂狀的細(xì)胞
    • 拉伸狀態(tài) - 表層為扁平細(xì)胞

    上皮細(xì)胞根據(jù)其形態(tài)和功能可分為多種類(lèi)型，包括單層扁平上皮、單層立方上皮、單層柱狀上皮、假?gòu)?fù)層上皮和復(fù)層上皮等。每種類(lèi)型的上皮細(xì)胞都具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能特性。例如，肺泡上皮細(xì)胞（主要為I型和II型肺泡細(xì)胞）通過(guò)薄層結(jié)構(gòu)促進(jìn)氣體交換；腸道上皮細(xì)胞則通過(guò)微絨毛和緊密連接形成選擇性屏障，同時(shí)參與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。此外，某些上皮細(xì)胞還具有特化的結(jié)構(gòu)，如呼吸道的纖毛上皮細(xì)胞通過(guò)纖毛的協(xié)調(diào)擺動(dòng)清除黏液和異物，維持氣道通暢。

上皮細(xì)胞的功能多樣性
    上皮細(xì)胞的功能遠(yuǎn)不止于物理屏障。它們還積極參與細(xì)胞間通訊、免疫調(diào)節(jié)和組織穩(wěn)態(tài)的維持。例如，腸道上皮細(xì)胞能夠分泌多種細(xì)胞因子（如IL-10、TGF-β）和抗菌肽（如防御素），調(diào)節(jié)腸道菌群平衡和局部免疫反應(yīng)。此外，上皮細(xì)胞在組織修復(fù)和再生中發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)組織受損時(shí)，位于基底層的上皮干細(xì)胞能夠快速增殖并分化為功能性上皮細(xì)胞，促進(jìn)傷口愈合和組織重建。
在信號(hào)傳導(dǎo)方面，上皮細(xì)胞通過(guò)多種受體和信號(hào)通路感知外界環(huán)境變化并作出響應(yīng)。例如，皮膚上皮細(xì)胞通過(guò)Toll樣受體（TLRs）識(shí)別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs），啟動(dòng)先天免疫反應(yīng)。此外，上皮細(xì)胞還通過(guò)分泌外泌體等方式與其他細(xì)胞（如免疫細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞）進(jìn)行通訊，調(diào)控局部微環(huán)境。

上皮細(xì)胞與疾病的關(guān)系
    上皮細(xì)胞的功能異常與多種疾病密切相關(guān)。例如，上皮屏障功能的破壞可能導(dǎo)致炎癥性腸病（IBD）、哮喘和過(guò)敏性疾病；而上皮細(xì)胞的異常增殖、分化和凋亡則是癌癥發(fā)生的重要機(jī)制之一。在腫瘤微環(huán)境中，上皮細(xì)胞與免疫細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞的相互作用顯著影響腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。此外，上皮細(xì)胞在纖維化疾病（如肺纖維化和肝纖維化）中也扮演重要角色，其上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過(guò)程被認(rèn)為是纖維化發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

研究前沿與展望
    近年來(lái)，單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用揭示了上皮細(xì)胞的高度異質(zhì)性，為研究其功能多樣性提供了新的視角。類(lèi)器官模型的建立則使得在體外模擬上皮組織的發(fā)育和疾病成為可能，為藥物篩選和個(gè)性化治療提供了重要工具。未來(lái)，結(jié)合多組學(xué)分析和基因編輯技術(shù)，研究者們有望進(jìn)一步解析上皮細(xì)胞在生理和病理過(guò)程中的分子機(jī)制，為相關(guān)疾病的精準(zhǔn)治療提供新的靶點(diǎn)。
 
康和達(dá) Celloger 系列活細(xì)胞成像儀 是一款先進(jìn)的箱內(nèi)細(xì)胞成像設(shè)備，專(zhuān)為實(shí)時(shí)觀察和分析活細(xì)胞動(dòng)態(tài)而設(shè)計(jì)。在上皮細(xì)胞研究中，Celloger 提供了高分辨率、長(zhǎng)時(shí)間的成像能力，能夠捕捉上皮細(xì)胞的形態(tài)變化、細(xì)胞間相互作用以及功能動(dòng)態(tài)。箱內(nèi)成像和低光毒性設(shè)計(jì)，確保上皮細(xì)胞在接近生理?xiàng)l件下的長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)和觀察。

為什么選擇 康和達(dá) Celloger？

• 高分辨率實(shí)時(shí)成像：捕捉上皮細(xì)胞的細(xì)微變化，從細(xì)胞遷移到屏障功能形成，盡在掌握。
• 長(zhǎng)時(shí)間無(wú)標(biāo)記觀察：低光毒性設(shè)計(jì)，確保細(xì)胞在生理狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間存活，真實(shí)反映細(xì)胞行為。
• 箱內(nèi)成像：箱內(nèi)培養(yǎng)穩(wěn)定環(huán)境，為上皮細(xì)胞提供最接近生理的培養(yǎng)條件。
• 自動(dòng)化分析與高效操作：具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和圖像分析功能。通過(guò)電腦實(shí)時(shí)訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和查看細(xì)胞培養(yǎng)情況，優(yōu)化日常細(xì)胞培養(yǎng)工作并將成像結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化，改善下游實(shí)驗(yàn)流程。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 上皮細(xì)胞屏障功能研究：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)緊密連接形成與破壞，評(píng)估藥物或病原體對(duì)屏障功能的影響。
• 細(xì)胞遷移與增殖分析：追蹤上皮細(xì)胞的遷移路徑和增殖動(dòng)態(tài)，研究傷口愈合或癌癥轉(zhuǎn)移機(jī)制。
• 藥物篩選與毒性測(cè)試：快速評(píng)估藥物對(duì)上皮細(xì)胞的作用，加速藥物開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
• 疾病模型構(gòu)建：利用類(lèi)器官或3D培養(yǎng)技術(shù)，模擬復(fù)雜上皮組織結(jié)構(gòu)，研究疾病機(jī)制。

 
 
參考文獻(xiàn)

• Peterson, L. W., & Artis, D. (2014). Intestinal epithelial cells: regulators of barrier function and immune homeostasis. Nature Reviews Immunology, 14(3), 141-153.
• Clevers, H. (2016). Modeling development and disease with organoids. Cell, 165(7), 1586-1597.
• Kalluri, R., & Weinberg, R. A. (2009). The basics of epithelial-mesenchymal transition. Journal of Clinical Investigation, 119(6), 1420-1428.
• Tang, P. C., et al. (2021). Single-cell transcriptomics reveals the role of epithelial cell heterogeneity in tissue homeostasis and disease. Nature Communications, 12(1), 1-15.