Q:什么是ECM（细胞外基质）？

A:细胞外基质（extracelluar matrix）是细胞赖以生存的外部环境，相当于细胞生长的土壤，为细胞的增殖、迁移、分化提供生物学和机械力学调控信号。细胞外基质的主要成分是胶原蛋白占到20%左右，主要是一型胶原蛋白，其次是三型和四型胶原蛋白。

Q:ECM（细胞外基质）和胶原蛋白有哪些区别？

A:如果把细胞外基质看成“土壤”，那么胶原蛋白是土壤里面最多的一种成分“土”。但是细胞外基质“土壤”里面不是只有土，细胞外基质里面除了胶原蛋白之外还有糖蛋白如纤维黏连蛋白（Fibronectin）、层黏连蛋白（Laminin）、弹性蛋白（Elastin）等糖蛋白、多糖（如玻尿酸）以及外泌体生长因子，这些成分就像土壤里面的矿物质、水分、空气、有机肥等。因此我们把细胞外基质又叫作细胞外基质复合胶原蛋白。

Q:各种来源胶原蛋白到底有什么区别？

A:目前市面上的胶原蛋白主要有三种来源，一种是动物组织提取的胶原蛋白；一种是人组织提取的；还有一种是通过转基因技术利用细菌或真菌等表达载体表达的重组人胶原蛋白。从胶原蛋白发展历程来看，动物提取胶原蛋白算是第一代胶原蛋白生产技术，免疫原性容易排异产生抗体，人畜共患等传染病风险高；人组织提取胶原蛋白算是第二代胶原蛋白生产技术，因为人组织来源因此免疫原性低，排异反应最小，但是组织来源困难，且有传染病传播风险；目前大肠杆菌等原核细胞发酵重组的胶原蛋白片段算是第三代胶原蛋白生产技术，但是由于只能够表达胶原的部分片段，且原核细胞缺乏蛋白翻译后修饰羟基化和糖基化功能，胶原蛋白的完整结构和功能难以复制，且会引入内毒素、细菌和质粒DNA等有害杂质。优点是避免了传染疾病的传播；巴氏毕赤酵母等真核细胞发酵重组的胶原蛋白片段算是第四代胶原蛋白生产技术，具备了一些翻译后修饰功能，但是容易过度糖基化。也有效避免了传染疾病的传播。而美柏医药生物技术发展有限公司利用健康人真核细胞，利用人本来就有的胶原蛋白基因高表达生产的细胞外基质复合胶原蛋白，算是第五代技术。该技术利用人本身的胶原蛋白基因，因此具有最好的生物相容性，且没有细菌、真菌等微生物和质粒成分导入，也避免了传染疾病的传播。以上不同技术的区别和发展历程总结如下表。

Q:ECM（细胞外基质）有哪些潜在医学用途？

A:细胞外基质合胶原蛋白不但成分结构类似于“土壤”，作用也类似于土壤，是细胞赖以生存的微环境。因此细胞外基质胶原蛋白是最理想的组织再生支架，可以为组织再生提供细胞的生存环境。不仅如此，文献还报道年轻干细胞的细胞外基质复合胶原蛋白可以使衰老的细胞年轻化，让本来衰老的干细胞增殖能力和分化能力都得到提升，并且可以使衰老细胞产生的氧自由基减少。

Figure 1：土壤示意图

Figure 2：细胞外基质示意图

Figure 3：Rescuing replication and osteogenesis of aged mesenchymal stem cells by exposure to a young extracellular matrix. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology 2011, 25(5):1474-1485.