口腔医学中细胞间质的研究进展

    细胞外间质(extracellular matrix, ECM)是细胞赖以生存的外环境。以往对ECM生物作用的评价已经过时，ECM决不仅仅是细胞的惰性支持物，也不只是被动地为细胞提供适宜的渗透压及pH值，ECM蛋白是一组生物活性极为丰富的大分子，积极参与了细胞的粘附、迁移和分化等重要生物过程。近三十年来，ECM的研究发展极为迅速，已成为一门新兴的学科——细胞外间质生物学［1，2］ 。它的发展直接促进了对许多现象的理解，如胚胎发育、肿瘤转移，同样也推动了对口腔疾病的研究，我们从ECM基本成分、ECM相关酶以及与口腔疾病有关的ECM三个方面介绍近年来的最新进展。

    一、细胞外间质成分

    ECM主要由四大族组成：胶原蛋白(collagen)、蛋白多糖(proteoglycan, PG)、弹性蛋白(elastin)及ECM糖蛋白(ECM glycoprotein)。

    1.胶原蛋白［3］：胶原蛋白是组成ECM的四大家族之首，几乎存在于一切组织中。目前已发现的脊椎动物胶原类型达14种，彼此从遗传学到分子结构均不相同，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原是占比例最大的胶原类型。这三种胶原的结构具有许多相似之处，大约有1 000个氨基酸组成，长为300nm，肽链的主体部分由三肽(G-X-Y)的多聚体组成。G代表甘氨酸，X、Y代表其他氨基酸。Ⅰ型胶原的三条肽链中有二条为α1(I) 链，一条为α2(Ⅰ)链，而Ⅱ、Ⅲ型胶原分别为三条α1(Ⅱ)或α1(Ⅲ)链。Ⅲ型胶原含半胱氨酸，肽链由二硫键连接。Ⅳ型胶原属基膜胶原，是基膜的组成部分，与基膜的其他成分基膜粘连蛋白(laminin)、Nidogen及硫酸肝素蛋白多糖共同构成基膜的网状结构。

    2.蛋白多糖：PG是ECM的另一主要成分［4］，是含有一类特殊糖链的糖蛋白，这类特殊糖链为糖胺多糖(glycosaminoglycan，GAG)。GAG是多聚阴离子，分别由两种氨基已糖(氨基葡萄糖和氨基半乳糖)之一和两种已糖醛酸(葡萄糖醛酸和艾杜糖醛酸) 之一通过不同的糖苷键连接而成。GAG糖链与蛋白链结合形成的蛋白多糖，可存在于细胞表面、细胞内或与ECM结合。近年来不断有新的蛋白多糖被发现，其命名依据PG链上的GAG链的类型和组织来源确定，如基膜硫酸肝素蛋白多糖，是来源于基膜，PG分子上的GAG 链为硫酸肝素。

    3.弹性蛋白是ECM的第三成员。弹性纤维结构复杂，由弹性蛋白、纤维状蛋白和赖氨酰氧化酶组成，甚至还有一定量的PG。

    4.ECM糖蛋白是ECM族中发展最为迅速的一族，曾有人称之为结构糖蛋白，但由于其功能远远超出对组织结构的维持，故称之为ECM糖蛋白更为科学。目前已发现的ECM糖蛋白有十余种，如基膜糖蛋白［５］(laminin)，纤维糖连蛋白［6］(fibronectin)等。由于ECM糖蛋白研究发展迅速，大量新蛋白被发现，部分蛋白国内尚无统一译名，故仍沿用英文原称。

    二、间质金属蛋白酶［7］

    ECM成分的代谢及生物功能与细胞外间质内存在的各种酶类关系密切，近年来许多与ECM成分代谢有关的酶类被发现和报道。为结束命名的混乱局面，1989对其进行了统一命名。间质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)是“作用于细胞外的分解细胞外间质成分的锌金属蛋白酶”，是存在于动物体内的锌金属蛋白酶类中的一类酶，其作用特点是在细胞外作用于细胞外间质成分，如胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖、纤维糖连蛋白和层糖蛋白明胶等。我们所熟悉的成纤维细胞胶原酶即为MMP家族中的主要成分MMP1，能够降解基质中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原。在口腔相关疾病中，对MMP的研究尚有待于进一步深入。

    三、与口腔疾病相关的ECM研究进展

    口腔疾病中，对口腔粘膜下纤维化(oral submucous fibrosis, OSF)中的ECM改变研究较多［8，9］，病理学已证明OSF与结缔组织的主要成分胶原纤维的改变有关。可见到胶原纤维间水肿及玻璃样变。电镜下可见胶原纤维大量增生，纤维排列紊乱，周期横纹消失。