整合素於皮膚所扮演的關鍵性角色

文 ∕ 啟動生技研發部 踢小編

校閱 ∕ 美國麻省理工學院 莊哲仁博士

• 整合素(Integrin)的簡介：
  整合素(Integrin)是一種普遍存在脊椎動物細胞的穿膜蛋白受體(Trans-membrane receptor)，目前科學上已知整合素參與的功能包含「細胞固著、細胞移動、細胞增殖、細胞分化、訊息傳遞」等。整合素是一種由α及β次單元所構成的異二聚體(Heterodimer)穿膜蛋白，次單元向內朝向細胞質與細胞骨架(Cytoskeleton)連結、向外則與胞外間質(Extra-cellular matrix)連結，可以隨時回應胞外基質周圍環境的改變並將此變化之訊息傳遞至細胞內，讓細胞能做出適當的反應。[ref.1, 2]

• 整合素對皮膚細胞的重要性：
  整合素參與了皮膚及其附屬構造的型態生成、細胞移動及細胞固著在何處等關鍵性。一般來說，動物的皮膚由內至外分為基底層、棘狀層、顆粒層、角質層等四層結構，各層的細胞都需要許多分子的參與才可達到固著、移動等能力。

在細胞與細胞之間或細胞與基底膜之間，具有一些細胞連結分子(Cell junction)，細胞連結分子可以分為四大類：Adherin、Desmosome、Hemi-desmosome及Focal，負責細胞彼此的固著與移動，並且需要一些跨膜分子的協助作為細胞內外溝通的橋樑，整合素就是作為此一溝通橋樑的一員。如圖(A)

圖(A)表皮的分層解剖構造及細胞連結分子

整合素存在於Hemi-desmosome及Focal這兩種細胞連結分子，他們主要的功能是將皮膚細胞固定在基底膜上並且適當的限制細胞的移動，這樣的連接構造可以提供皮膚對於拉力的耐受性，保護細胞不會因為物理性的外力而從細胞外基質或基底層中被撕裂，大大的保障了脊椎動物的肌膚完體性。

若整合素的功能異常，除了細胞的移動與固著受影響外，還會導致其它疾病，最大的特徵是個體無法抵抗病原體。有研究發現[ref.3]，整合素的功能若不正常時，對於組織發炎後的免疫細胞之爬行、黏附、黏附後強化等功能有很大的負面影響，雖然這些詳細機制目前仍不明確，但未來若能解開整合素參與這些複雜的機制，則有機會使整合素作為抗發炎療法的新選項。

• 結論：
  1. 整合素在脊椎動物體內扮演的角色包括協助細胞的固著、移動、增殖、分化、訊息傳遞等。
  2. 整合素與細胞連結分子共同為皮膚提供外來拉力的耐受性，能保障脊椎動物肌膚的完整性。
  3. 整合素的功能異常會導致肌膚無法保有完整性及免疫細胞的抵禦能力受到負面影響。
     

• 參考資料：
  1. Samarth Hegde and Srikala Raghavan., A Skin-depth Analysis of Integrins: Role of the Integrin Network in Health and Disease. Cell Communication & Adhesion, 20: 155–169, (2013).
  2. L. Rippa et al., The Role of Integrins in the Development and Homeostasis of the Epidermis and Skin Appendages. Acta naturae, 5: 22-33, (2013).
  3. Jan Herter and Alexander Zarbock et al., Integrin Regulation during Leukocyte Recruitment. The Journal of Immunology, 190: 4451–4457, (2013).