Tế bào vảy là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa tế bào vảy

Tế bào vảy (squamous cell) là loại tế bào biểu mô có hình dạng phẳng, dẹt và thường xếp thành từng lớp chồng lên nhau, tạo thành mô biểu mô lát tầng (stratified squamous epithelium). Đây là loại tế bào phổ biến trong cơ thể người, đặc biệt ở các cơ quan có chức năng bảo vệ hoặc tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài như da, niêm mạc miệng, thực quản, cổ tử cung, và phần dưới đường tiết niệu.

Biểu mô lát tầng chứa tế bào vảy thường có hai loại chính: sừng hóa (keratinized) và không sừng hóa (non-keratinized). Loại sừng hóa gặp chủ yếu ở da, nơi có sự ma sát và tổn thương vật lý thường xuyên, còn loại không sừng hóa hiện diện ở các niêm mạc cần bảo vệ nhưng vẫn yêu cầu duy trì độ ẩm và linh hoạt như thực quản hay âm đạo. Trong cả hai loại, tế bào vảy đều đóng vai trò bảo vệ cấu trúc bên dưới khỏi các yếu tố cơ học, vi sinh và hóa học.

Tế bào vảy có thể xuất hiện đơn độc như trong các màng thanh mạc (simple squamous) hoặc tồn tại trong cấu trúc lát tầng như ở da. Ngoài chức năng bảo vệ, chúng còn có khả năng biệt hóa, tái tạo mô và trong một số trường hợp, là nguồn gốc của các dạng ung thư biểu mô nguy hiểm như ung thư biểu mô tế bào vảy (squamous cell carcinoma).

Cấu trúc và đặc điểm hình thái

Tế bào vảy có hình dẹt, chiều rộng lớn hơn chiều cao, nhân thường tròn hoặc bầu dục, nằm ở trung tâm. Bào tương mỏng và có thể bắt màu nhẹ khi nhuộm hematoxylin-eosin (H&E). Trong mô lát tầng, các tế bào ở lớp đáy có hình trụ hoặc hình khối, dần dần di chuyển lên trên và biến đổi hình thái thành dạng vảy điển hình.

Trong các mô sừng hóa, chẳng hạn như biểu bì da, tế bào vảy khi lên đến lớp bề mặt sẽ mất nhân và tích lũy keratin, tạo thành lớp sừng (stratum corneum) không thấm nước, giúp chống lại các yếu tố vật lý như tia cực tím, ma sát, hoặc vi sinh vật. Trong khi đó, các biểu mô không sừng hóa giữ lại nhân ở lớp trên cùng và không hình thành lớp sừng dày, nhờ đó đảm bảo tính mềm mại và trao đổi hạn chế với môi trường.

Bảng sau mô tả sự khác biệt giữa hai loại biểu mô vảy lát thường gặp:

Tiêu chí	Biểu mô sừng hóa	Biểu mô không sừng hóa
Vị trí	Da, môi, vòm miệng cứng	Thực quản, âm đạo, cổ tử cung
Lớp bề mặt	Không nhân, chứa nhiều keratin	Có nhân, không chứa keratin
Chức năng	Chống va chạm, chống nước	Giữ ẩm, bảo vệ cơ học nhẹ

Cấu trúc lớp biểu mô này luôn có sự tái tạo liên tục, từ lớp đáy đến lớp bề mặt, giúp duy trì sự ổn định cấu trúc và chức năng bảo vệ lâu dài.

Chức năng sinh học

Chức năng chính của tế bào vảy là bảo vệ các mô sâu bên dưới khỏi chấn thương cơ học, vi sinh vật và tác động của môi trường như nhiệt độ, pH hoặc chất hóa học. Sự xếp lớp và biệt hóa của tế bào vảy giúp tạo nên một hàng rào vật lý chắc chắn và có khả năng chịu được sự mài mòn cao.

Tế bào vảy còn tham gia tích cực vào hệ miễn dịch bẩm sinh nhờ biểu hiện các thụ thể nhận diện mẫu (pattern recognition receptors – PRRs) như TLR (Toll-like receptors). Khi phát hiện các tác nhân vi sinh, tế bào vảy có thể tiết các cytokine như IL-1, TNF-α hoặc chemokine để huy động các tế bào miễn dịch khác. Ngoài ra, chúng còn tổng hợp các peptide kháng khuẩn như defensins, góp phần bảo vệ mô tại chỗ.

Một số chức năng khác bao gồm:

• Tái tạo mô liên tục nhờ tăng sinh ở lớp đáy
• Tham gia lành vết thương bằng cách di chuyển và biệt hóa
• Tạo môi trường ổn định về độ ẩm và pH ở các niêm mạc

Ở da, tế bào vảy cũng tham gia sản sinh melanin gián tiếp thông qua hoạt động tương tác với tế bào sắc tố melanocyte.

Phân bố trong cơ thể

Tế bào vảy hiện diện rộng rãi tại nhiều mô biểu mô phủ ngoài và niêm mạc có vai trò tiếp xúc môi trường. Những vị trí chính bao gồm:

• Da: chiếm phần lớn lớp biểu bì ngoài cùng, sừng hóa mạnh
• Miệng và hầu: bảo vệ khỏi tác động của thức ăn và vi sinh vật
• Thực quản: niêm mạc lát tầng không sừng hóa chịu ma sát cao
• Âm đạo và cổ tử cung: duy trì hàng rào bảo vệ và vi môi trường ổn định
• Niệu đạo đoạn xa: ở nam giới và nữ giới

Nguồn: NCBI - Histology & Cell Biology

Ở đường hô hấp, tế bào vảy không phải là cấu trúc chính nhưng có thể xuất hiện trong các trường hợp chuyển dạng (metaplasia) do tiếp xúc lâu dài với khói thuốc hoặc hóa chất. Sự thay đổi từ tế bào trụ lông chuyển sang tế bào vảy được coi là đáp ứng bảo vệ tạm thời, tuy nhiên kéo dài có thể là yếu tố nguy cơ ung thư phổi tế bào vảy.

Sự phân bố đa dạng của tế bào vảy phản ánh vai trò thiết yếu của chúng trong việc tạo nên cấu trúc và chức năng của nhiều hệ cơ quan, đặc biệt là hệ da-niêm mạc.

Chu trình sống và biệt hóa

Tế bào vảy trải qua một chu trình sống đặc trưng bao gồm các giai đoạn phân chia, biệt hóa và bong tróc. Quá trình này bắt đầu từ lớp đáy của biểu mô, nơi tồn tại các tế bào gốc biểu mô có khả năng phân chia mạnh. Sau khi phân chia, tế bào con di chuyển lên lớp trên, đồng thời trải qua quá trình biệt hóa, mất dần khả năng nhân đôi và thay đổi về hình thái cũng như chức năng.

Trong các biểu mô sừng hóa như da, tế bào vảy biệt hóa bằng cách tích lũy keratin, mất nhân và bào quan, cuối cùng trở thành tế bào chết tạo nên lớp sừng bảo vệ. Ngược lại, ở các biểu mô không sừng hóa, quá trình biệt hóa giữ lại nhân và hoạt tính sinh học hạn chế, nhưng vẫn đảm bảo khả năng tái tạo nhanh khi cần thiết.

Tốc độ của chu trình này dao động tùy theo cơ quan và tình trạng sinh lý. Ví dụ, ở da người trưởng thành, chu kỳ biệt hóa hoàn chỉnh từ lớp đáy đến bong tế bào trên cùng kéo dài khoảng 28 ngày. Tuy nhiên, trong các bệnh lý như vảy nến, thời gian này chỉ còn 3–5 ngày do sự tăng sinh bất thường của tế bào lớp đáy, dẫn đến bong vảy và dày sừng quá mức.

Tế bào vảy và ung thư

Tế bào vảy là nguồn gốc của một nhóm ung thư biểu mô ác tính gọi là ung thư tế bào vảy (squamous cell carcinoma – SCC). Đây là loại ung thư phổ biến ở da, phổi, đầu cổ, thực quản và cổ tử cung. SCC có thể khởi phát từ các tổn thương mạn tính, viêm nhiễm kéo dài, tiếp xúc hóa chất độc hại hoặc nhiễm virus như HPV (đặc biệt typ 16 và 18 trong ung thư cổ tử cung).

SCC thường có đặc điểm mô học là các ổ tế bào dị dạng có hình thái giống tế bào vảy, nhân lớn, tăng tỉ lệ nhân/bào tương, nhiều nhân chia và hình thành cầu sừng (keratin pearl). Chẩn đoán xác định dựa trên sinh thiết mô và nhuộm H&E, kèm theo hóa mô miễn dịch xác định các marker như p63, CK5/6, hoặc desmoglein.

Điều trị SCC phụ thuộc vào vị trí và giai đoạn. Ở da, phẫu thuật cắt bỏ là lựa chọn đầu tay. Trong SCC đầu cổ hoặc cổ tử cung, xạ trị và hóa trị đóng vai trò quan trọng. Nghiên cứu gần đây còn ứng dụng liệu pháp miễn dịch checkpoint (PD-1/PD-L1) trong một số dạng SCC kháng trị. Xem chi tiết tại: American Cancer Society – Squamous Cell Carcinoma

Tế bào vảy bất thường và tổn thương tiền ung thư

Trước khi phát triển thành ung thư, tế bào vảy có thể trải qua các biến đổi bất thường về hình thái và nhân chia, được gọi là loạn sản (dysplasia). Các tổn thương này không xâm lấn mô nền và được phân loại là tổn thương tiền ung thư. Ở cổ tử cung, hệ thống Bethesda chia tổn thương tế bào vảy thành các mức độ dựa trên xét nghiệm tế bào học Pap smear.

Phân loại tổn thương biểu mô vảy tại cổ tử cung theo hệ thống Bethesda:

• ASC-US – Atypical Squamous Cells of Undetermined Significance
• LSIL – Low-grade Squamous Intraepithelial Lesion
• HSIL – High-grade Squamous Intraepithelial Lesion

Các tổn thương LSIL thường có khả năng tự thoái triển, trong khi HSIL có nguy cơ cao chuyển thành ung thư nếu không được can thiệp kịp thời.

Virus HPV là tác nhân hàng đầu gây biến đổi tế bào vảy ở cổ tử cung. Các typ nguy cơ cao như HPV-16 và HPV-18 có khả năng tích hợp DNA vào bộ gen tế bào chủ, làm rối loạn chu kỳ tế bào và thúc đẩy quá trình ác tính hóa. Điều này giải thích tại sao xét nghiệm HPV DNA ngày càng được sử dụng rộng rãi song song với Pap smear trong sàng lọc ung thư cổ tử cung.

Kỹ thuật xét nghiệm và quan sát

Tế bào vảy có thể được phát hiện và phân tích thông qua nhiều kỹ thuật khác nhau, từ phương pháp cổ điển đến công nghệ phân tử. Ở cấp độ hình thái học, xét nghiệm Pap smear giúp quan sát trực tiếp hình thái tế bào, bao gồm kích thước, hình dạng, tỷ lệ nhân/bào tương, ranh giới tế bào và dấu hiệu nhân chia bất thường.

Các phương pháp hỗ trợ khác gồm:

• Sinh thiết mô: lấy mẫu mô nghi ngờ để phân tích vi thể
• Nhuộm H&E: quan sát tổn thương tế bào, cấu trúc lớp
• Hóa mô miễn dịch: phát hiện marker đặc hiệu như CK5/6, p16
• Xét nghiệm HPV DNA: phát hiện virus nguy cơ cao
• Colposcopy: soi cổ tử cung và sinh thiết có định hướng

Ở một số bệnh da liễu hoặc bệnh lý ác tính, phân tích tế bào vảy từ dịch tiết hoặc mảnh bong da cũng cho thông tin chẩn đoán đáng giá.

Trong nghiên cứu, các công nghệ mới như giải trình tự RNA đơn bào (scRNA-seq) đang được dùng để phân tích phân nhóm tế bào vảy, tìm hiểu quá trình biệt hóa, lão hóa và biến đổi ác tính với độ chính xác rất cao.

Ý nghĩa lâm sàng và nghiên cứu

Tế bào vảy là một mô hình sinh học quan trọng cho cả lâm sàng và nghiên cứu cơ bản. Trong y học, hiểu rõ cơ chế phân chia, biệt hóa và ác tính hóa của tế bào vảy giúp cải thiện chiến lược sàng lọc, chẩn đoán sớm và điều trị các bệnh lý biểu mô, đặc biệt là ung thư cổ tử cung, da và đường tiêu hóa trên.

Trong nghiên cứu, tế bào vảy được sử dụng trong mô hình in vitro để thử nghiệm thuốc, tái tạo mô và phân tích gen. Các ứng dụng nổi bật bao gồm:

• Skin-on-a-chip: mô hình da nhân tạo từ tế bào vảy để kiểm tra mỹ phẩm và thuốc
• Liệu pháp gen: sử dụng tế bào vảy từ da để mang vật liệu di truyền
• Kỹ thuật in sinh học 3D: tạo mô biểu bì thay thế trong bỏng sâu

Ngoài ra, tế bào vảy còn là đích nghiên cứu trong vắc xin phòng HPV, một trong những chiến lược hiệu quả nhất phòng ngừa ung thư cổ tử cung hiện nay.

Kết luận

Tế bào vảy là loại tế bào biểu mô quan trọng và phổ biến trong cơ thể người, đảm nhận chức năng bảo vệ, miễn dịch và tái tạo. Chúng hiện diện ở nhiều cơ quan tiếp xúc môi trường, từ da đến cổ tử cung, và có vai trò sinh lý cũng như bệnh lý rộng khắp. Khi mất kiểm soát tăng sinh hoặc bị tổn thương DNA, tế bào vảy có thể trở thành nguồn gốc của ung thư nguy hiểm.

Việc nắm bắt rõ đặc điểm hình thái, phân bố, chu trình sống và các dấu hiệu bất thường của tế bào vảy không chỉ hữu ích trong lâm sàng mà còn là nền tảng cho nhiều nghiên cứu ứng dụng. Trong thời đại y học chính xác và công nghệ sinh học phát triển nhanh, tế bào vảy tiếp tục là đối tượng nghiên cứu then chốt trong chẩn đoán sớm, điều trị trúng đích và y học tái tạo.