哺乳动物的分化组织有大约60%是上皮细胞，绝大多数的上皮细胞均有干细胞，干细胞可以终身复制、增殖，可以形成分化细胞。目前有关干细胞的认识主要来源于细胞动力学（cell kinetics）和克隆分析(clonal analysis)方面的研究，尚缺乏足够的阳性标志物进行鉴定。
无论是胃腺上皮细胞、唾液腺上皮、肝叶上皮细胞、肾小球上皮细胞均有清晰的增殖结构单位（Structural-Proliferative Units），在角膜缘，Vogt栅栏可能是特化的增殖结构单位。眼表面由高度特异的上皮细胞覆盖，包括多层鳞状角膜上皮和多层鳞状、立方形或假柱状结膜上皮，其中散在杯状细胞、淋巴细胞、色素细胞和郎罕细胞。据研究，角膜上皮细胞和结膜上皮细胞分别属于不同的细胞表型，它们的新陈代谢均起源不同的干细胞（Stem cells），其中角膜干细胞位于角膜缘特别是上部角膜缘，而结膜干细胞可能位于结膜穹隆和睑缘结膜处。
一、角膜干细胞
角膜干细胞位于角膜缘基底部的实验和临床证据很多，绝大多数人同意角膜干细胞位于角膜缘基底部的推测，该细胞分化形成瞬时放大细胞(transient amplifying cells,TAC)，主要位于角膜缘和周边基底部细胞，分化程度高并表达角质蛋白K3；然而，并无确切的证据否认角膜周边基底部也存在角膜干细胞，正如外周血中也存在少量干细胞一样。
1、干细胞增殖：在角膜中央上皮缺损或TPA的刺激下，角膜干细胞从慢细胞周期细胞（BrdU标记证实）进入快速的DNA合成期，即干细胞因刺激分化增殖为瞬时放大细胞（TAC），进而参与组织的再生修复。研究显示，角膜TAC特别是由干细胞分裂形成的早期TAC具有较高的增殖力，细胞周期较短（18h~72h），在体外培养条件下，TAC可以生成终末克隆（terminal colonies），此克隆株类似于旁克隆（paraclone）株，代表了几乎没有分化储备能力的TAC；而角膜缘上皮细胞可以生长成易培养的大克隆株，类似于单克隆（holoclone），即具有高增殖力的角膜干细胞。p63转录因子（p53的同源体，参与上皮细胞的增殖）在细胞处于单克隆状态时，明显表达p63，而转化为旁克隆状态（代表瞬时放大细胞）后，尽管细胞的增殖力高，但是不表达p63，说明p63可能是一种角膜缘干细胞的标志，可以用于鉴定角膜缘干细胞和瞬时放大细胞。
2、干细胞分化：角膜缘基底细胞表达角质蛋白K14、K19，表浅上皮细胞表达角质蛋白K3、K12，提示角质蛋白K14、K19也可用于确定角膜缘上皮细胞是否分化；表皮的基底细胞中有10%的细胞不表达Cx43蛋白，该蛋白是上皮细胞中的连接蛋白，可作为上皮性干细胞的阴性标志。角膜缘上皮细胞不表达Cx43和Cx50，向一个角膜缘上皮细胞注射荧光素后不能向另一细胞转运；这些细胞显示22-25PF电容，电阻在1GW以下，正好是一个独立的上皮细胞的电量，说明角膜缘上皮细胞的新陈代谢低，与干细胞具有新陈代谢解耦联性相符合；同时，用于鉴别角膜缘基底细胞的标志还有peanut lectin，Maakia amurensis agglutinin，α-enolase，细胞色素氧化酶，Na+-K+ATP酶、碳酸酐酶、磷酸果糖激酶、细胞周期相关蛋白、细胞生长因子受体等。
3、干细胞生长微环境：细胞基质影响角膜上皮干细胞的分化。与3T3成纤维细胞共同培养的角膜缘上皮细胞的克隆形成率明显为高，随着细胞的不断传代生长，其克隆形成率无明显变化。但是，传代生长的细胞核质纤维密度降低、核板（nuclear lamina）变薄，核质蛋白（层粘蛋白（lamin）A/C和增殖细胞核心抗原）大部分丧失，同时出现新的蛋白质；在培养晚期细胞表达K3蛋白，说明长期体外生长后角膜缘上皮细胞发生分化。羊膜对角膜缘上皮细胞的影响很明显，去上皮羊膜上可以形成多层角膜缘上皮层，同时促进角膜缘干细胞分化形成瞬时放大细胞。研究显示，角膜缘上皮细胞培养生长于羊膜上后， IL-1α和IL-1β蛋白量表达降低， IL-1ra表达增加，说明羊膜基质可以抑制角膜上皮细胞表达IL-1，减轻眼表炎症反应。
二、结膜干细胞
结膜上皮的完整也是保持眼表面功能的重要因素，研究认为，穹隆部的结膜上皮细胞较之球结膜和睑结膜上皮细胞的增殖力高，并且具有丰富的延缓标志细胞(Label-retaining cells)，是球结膜上皮细胞最可能的干细胞来源；穹隆部结膜上皮细胞在TPA的刺激下增殖力提高最明显，而球结膜和睑结膜仅仅提高2.5~5倍，并且在静止条件下穹隆部结膜上皮细胞的3H-TdR标记指数低于球结膜和睑结膜的，是结膜干细胞位于穹隆部结膜的主要证据。
睑缘部（睑皮肤-结膜交界处的灰线内0.4mm）的上皮细胞具有大量的瞬时放大细胞（TAC），不断地分裂增殖并向穹隆部结膜移动，构成了睑结膜上皮干细胞的起源。采用BrdU标记和细胞周期素染色检测发现，睑缘部的瞬时放大细胞最多可分裂6次，从睑缘处起，细胞向穹隆移动的速率为1.7mm/天，从睑缘移动到穹隆部需要6~7天。同样，采用增殖细胞核抗原（PCNA）观察发现，PCNA阳性细胞主要位于睑缘部结膜中，少量散在分布于睑结膜，说明结膜上皮干细胞和瞬时放大细胞位于睑缘部结膜。
无论目前关于结膜干细胞的部位是在穹隆部或睑缘部，在结膜上皮中存在干细胞是肯定的，正确认识结膜干细胞在眼部创伤特别是碱烧伤患者中的重要作用，对临床治疗均具有指导意义。