細(xì)胞外基質(zhì)（ExtraCellular Matrix??ECM）指的是組織中細(xì)胞以外的（非細(xì)胞的）部分。它常常包括一個錯綜復(fù)雜的３D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和充填這個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無形膠狀結(jié)構(gòu)。

以往我們認(rèn)為ECM只是一個簡單的組織細(xì)胞支持結(jié)構(gòu)。近年來一切的發(fā)現(xiàn)完全推翻了這個古老的看法。ECM不僅僅是組織細(xì)胞的支持結(jié)構(gòu)，還是組織細(xì)胞生存的微環(huán)境，它跟組織細(xì)胞的生存、再生、修復(fù)、免疫都有著極其密切的關(guān)系。這些發(fā)現(xiàn)為再生醫(yī)學(xué)及抗老化奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)代科學(xué)還發(fā)現(xiàn)，即便是ECM物理性能（比如說硬度增加）的改變都可能導(dǎo)致某些疾病，甚至癌癥。ECM是動態(tài)的，不斷變化的，盡管對ECM中的每個組分及其之間的協(xié)調(diào)機(jī)制還有待于深挖，但是至少現(xiàn)在我們知道它具有以下幾個重要功能：

①為組織細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)性支持和生存微環(huán)境

②參與細(xì)胞間的信息傳遞

③調(diào)節(jié)干細(xì)胞行為和免疫反應(yīng)

④儲藏和調(diào)控生長因子及其他生物活性分子

⑤參與和調(diào)控組織細(xì)胞的機(jī)械性和生理生化行為，包括細(xì)胞的生長、分化、凋亡、修復(fù)、再生等。

⑥將不同的組織隔離開

ECM存在于我們身體中全部的組織中：上皮組織、肌肉組織、結(jié)締組織和神經(jīng)組織。

不同組織由于功能各異，它們的ECM物理特性及組分也各有異，比如說血液跟骨它們的ECM之間的差別。然而，在細(xì)胞調(diào)控方面，如：細(xì)胞黏附、細(xì)胞與細(xì)胞間的信息溝通以及對細(xì)胞分化的影響等方面，它們ECM的作用都是極其相似的。

我們大家都熟悉的血漿就是血液的ECM；而真皮作為結(jié)締組織，它的非細(xì)胞的部分也就是真皮的ECM了。

二. ECM中的“ACE"成員都有哪些？

從結(jié)構(gòu)上看，真皮中ECM主要由3大部分構(gòu)成：結(jié)構(gòu)性蛋白、鏈接/粘連性的蛋白、無形膠狀結(jié)構(gòu)。其中每一個組分都不是孤立的，而是它們共同形成了一個有執(zhí)行力的ECM，完成以上我們提到的組織細(xì)胞所有的生物功能。

1、結(jié)構(gòu)性蛋白：

指的是ECM中的纖維狀蛋白結(jié)構(gòu)，構(gòu)成ECM的纖維網(wǎng)。

①膠原纖維(collage fibers)：

到目前為止，在人體中所發(fā)現(xiàn)的膠原纖維有28種。真皮中膠原纖維是以I、III型為主的。真皮中的膠原纖維占真皮干重的80% - 90%。在膠原纖維中，I型膠原纖維占90%左右。每條膠原纖維都是由３條多肽鏈擰成一股的蛋白纖維。不同肽鏈的組合，決定了膠原纖維的個性。比如說，I型膠原纖維是由2條α1和1條α2鏈組成的，因此它有強(qiáng)悍的抗變形能力的同時還具有一定的韌性。是支撐和保持皮膚張力的最主要結(jié)構(gòu)性蛋白。日常生活中我們已經(jīng)體驗(yàn)到膠原纖維強(qiáng)悍的抗變形能力和它的韌性。比如說我們平時使用的皮具，如皮鞋、皮包就是膠原纖維制成的。

②彈性纖維(elastin fibers)：

與膠原纖維相比較，彈性纖維比較纖細(xì)，它們相互連接形成一個個有彈力的纖維蛋白球。它的變形能力是膠原纖維1000倍，單一的彈性纖維可以被拉長至自身長度的8倍。因此彈性纖維能在外力的作用下很容易產(chǎn)生變形，又能夠在外力解除后迅速恢復(fù)原狀態(tài)。它能夠承受不斷重復(fù)的拉伸-回縮的運(yùn)動。對皮膚來說，這個特征不僅僅賦予皮膚很好的彈性，還能有效的緩沖外來的沖擊力，保護(hù)皮膚和內(nèi)臟器官不受沖擊力的傷害。彈性纖維的更新?lián)Q代速度極其緩慢，而外在因素如紫外線、吸煙及其他不良因素而導(dǎo)致的彈性纖維的降解和的丟失，是皮膚松弛、粗大皺紋的主要原因之一。

2、黏著性/連接性蛋白：

指的是一系列有粘附性和連接性的蛋白，他們常呈球狀，負(fù)責(zé)把ECM中的纖維狀蛋白結(jié)構(gòu)與細(xì)胞連接在一起、參與機(jī)械性信息傳遞、擔(dān)任受體傳遞化學(xué)信息以及受體間的信息傳遞、調(diào)控生物分子活性，并為細(xì)胞移動提供方便。

①整合蛋白(integrins)：

在ECM中整合蛋白是一種非常重要的球狀蛋白，擔(dān)任多功能角色。比如說，作為“粘合劑”，整合蛋白把細(xì)胞的骨架結(jié)構(gòu)跟ECM中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，形成ECM-整合蛋白-細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)關(guān)系。這種關(guān)系，不僅機(jī)械性的穩(wěn)定了細(xì)胞，同時還能夠讓細(xì)胞感受到機(jī)械性信息和ECM物理特性的變化，以此來調(diào)控細(xì)胞的生物功能以及ECM的重建；再比如說它的受體角色，幫助接受和傳遞ECM跟細(xì)胞間溝通信息。

②纖連蛋白(fibronectins)：

有能力跟多種ECM成分相結(jié)合，如：整合蛋白、蛋白聚糖、膠原纖維以及細(xì)胞表面蛋白等，參與調(diào)控細(xì)胞行為，如：細(xì)胞增殖、分化、啟動創(chuàng)傷修復(fù)。

③層粘蛋白(laminins)：

是基底膜的主要組分。層粘蛋白由α、β、γ三條肽鏈相互鏈接形成的非對稱性的十字結(jié)構(gòu)與表皮基底細(xì)胞的板橋體緊密連接在一起，成為ECM網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的一部分，起到固定基底細(xì)胞的作用。層粘蛋白參與多種生理活動，包括組織存活、血管再生、表皮細(xì)胞再生以及組織的修復(fù)與愈合等。

3、無形膠狀結(jié)構(gòu)

在ECM的無形膠狀結(jié)構(gòu)中含有大量蛋白聚糖、糖蛋白、氨基多糖、蛋白酶、生物活性分子、電解質(zhì)以及水分等。提供信號傳遞、細(xì)胞遷移、以及儲藏重要生物活性物質(zhì)的場所。同時還賦予組織的柔軟性和對外力緩沖能力。

① 蛋白聚糖類(proteoglycans)：

蛋白聚糖分子是以一條蛋白鏈為核心，以氨基多糖（GAGs）為側(cè)枝連接在一起巨大的分子結(jié)構(gòu)。蛋白聚糖分子中，GAGs的重量占90%左右。真皮ECM中的蛋白聚糖大約有36種，由于蛋白聚糖的側(cè)鏈，氨基多糖，帶有高度極性（帶負(fù)電，如），能夠有效的吸引水分、并共同形成一種均質(zhì)的膠樣填充物占據(jù)著網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空間。這個填充物起到維護(hù)細(xì)胞的穩(wěn)定和游走、營養(yǎng)供給、信號傳遞、儲藏和調(diào)控多種生物活性物，包括儲藏和調(diào)控生長因子的活性及其他生物活性分子。它的軟硬度可以直接影響到組織細(xì)胞的生長、繁殖和分化行為。

②?透明質(zhì)酸（GAG）:

透明質(zhì)酸也是GAG的一種，也是由不斷重復(fù)的雙糖構(gòu)成的一個巨大單鏈分子。跟其他GAGs的不同在于它沒有攜帶二硫鍵。但是它能夠跟多個蛋白聚糖結(jié)合在一起形成一個巨大的蛋白聚糖的多聚體。能夠有效的吸收沖擊能，跟彈性纖維和膠原纖維共同緩沖/抵抗外來沖擊力組織和身體的傷害。

三. 真皮ECM組分的來源及維穩(wěn)

在皮膚組織中，成纖維細(xì)胞是生成真皮ECM中所有組分、維持ECM微環(huán)境穩(wěn)定、參與ECM的更新和重建的主要細(xì)胞。成纖維細(xì)胞還通過分泌金屬蛋白酶（MMPs）和組織金屬蛋白酶抑制劑（TIMPs）來調(diào)控膠原纖維更新的速度。成纖維細(xì)胞的健康狀況跟皮膚健康狀況、創(chuàng)傷修復(fù)以及皮膚衰老有著密不可分的關(guān)系。

創(chuàng)傷修復(fù)的過程中，其他細(xì)胞也可以生產(chǎn)和釋放生某些活性蛋白的能力，如：表皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及其他炎性細(xì)胞等。

總之，盡管科學(xué)還在進(jìn)一步深挖ECM的秘密，但是我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了ECM對維持組織器官的健康，炎癥/免疫反應(yīng)、組織再生與修復(fù)以及衰老的至關(guān)重要性。并且這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被前沿再生醫(yī)學(xué)用在復(fù)雜的創(chuàng)傷修復(fù)和其他衰老相關(guān)的問題中并取得了令人鼓舞的效果。