關于細胞外基質復合膠原蛋白

1、細胞外基質復合膠原蛋白

細胞外基質（extracelluar matrix，簡稱：ECM）是細胞賴以生存的外部環境，相當于細胞生長的土壤，為細胞的增殖、遷移、分化提供生物學和機械力學調控信號。細胞外基質的主要成分是膠原蛋白占到20%左右，主要是一型膠原蛋白，其次是三型和四型膠原蛋白。

2、細胞外基質復合膠原蛋白和膠原蛋白的區別

如果把細胞外基質看成“土壤”，那么膠原蛋白是土壤里面最多的一種成分“土”。但是細胞外基質“土壤”里面不是只有土，細胞外基質里面除了膠原蛋白之外還有糖蛋白如纖維黏連蛋白（Fibronectin）、層黏連蛋白（Laminin）、彈性蛋白（Elastin）等糖蛋白、多糖（如玻尿酸）以及外泌體生長因子，這些成分就像土壤里面的礦物質、水分、空氣、有機肥等。因此，細胞外基質又叫作細胞外基質復合膠原蛋白。

▲土壤示意圖&細胞外基質（來源：美柏生物官網）

3、細胞外基質復合膠原蛋白潛在醫學用途

細胞外基質合膠原蛋白不但成分結構類似于“土壤”，作用也類似于土壤，是細胞賴以生存的微環境。因此，細胞外基質膠原蛋白是最理想的組織再生支架，可以為組織再生提供細胞的生存環境。不僅如此，文獻還報道年輕干細胞的細胞外基質復合膠原蛋白可以使衰老的細胞年輕化，讓本來衰老的干細胞增殖能力和分化能力都得到提升，并且可以使衰老細胞產生的氧自由基減少。

4、各種來源膠原蛋白的區別

目前，市面上的膠原蛋白主要有三種來源：1）一種是動物組織提取的膠原蛋白；2）一種是人組織提取的；3）還有一種是通過轉基因技術利用細菌或真菌等表達載體表達的重組人膠原蛋白。

從膠原蛋白發展歷程來看：1）動物提取膠原蛋白算是第一代膠原蛋白生產技術，免疫原性容易排異產生抗體，人畜共患等傳染病風險高；2）人組織提取膠原蛋白算是第二代膠原蛋白生產技術，因為人組織來源因此免疫原性低，排異反應最小，但是組織來源困難，且有傳染病傳播風險；3）目前，大腸桿菌等原核細胞發酵重組的膠原蛋白片段算是第三代膠原蛋白生產技術，但是由于只能夠表達膠原的部分片段，且原核細胞缺乏蛋白翻譯后修飾羥基化和糖基化功能，膠原蛋白的完整結構和功能難以復制，且會引入內毒素、細菌和質粒DNA等有害雜質。優點是避免了傳染疾病的傳播；4）巴氏畢赤酵母等真核細胞發酵重組的膠原蛋白片段算是第四代膠原蛋白生產技術，具備了一些翻譯后修飾功能，但是容易過度糖基化，也有效避免了傳染疾病的傳播。

研究人員利用健康人干細胞作為表達載體，利用人本來就有的膠原蛋白基因高表達生產的細胞外基質復合膠原蛋白，算是第五代技術。該技術利用人本身的膠原蛋白基因，因此具有最好的生物相容性，且沒有細菌、真菌等微生物和質粒成分導入，也避免了傳染疾病的傳播。以上不同技術的區別和發展歷程總結如下表。

▲膠原蛋白不同技術的區別和發展歷程總結