I型、III型和V型胶原对乳腺上皮细胞体外形态发生的差异性调控作用及其机制研究

本研究通过三维培养模型揭示I型胶原显著促进乳腺导管延伸和肺泡芽形成（密度依赖性），而III型胶原抑制上述形态发生过程，V型胶原诱导特殊窄管及肿胀结构。三者通过差异调控Akt/ERK信号通路与肌上皮细胞分布，阐明胶原微环境对妊娠期乳腺发育的关键作用。

　　

Highlight

Distinct fibrillar networks in type I, III, and V collagen gels

I型、III型和V型胶原可形成不同直径的纤维结构（Birk, 2001; Li et al., 2021）。通过扫描电镜观察发现，I型胶原凝胶的纤维网络比V型胶原更粗糙（图2a,b,m,n），而III型胶原凝胶呈现中等密度（图2g,h）。V型胶原的纤维更纤细且排列更紧密（图2m,n），I型胶原纤维则更厚且间距更宽（图2a,b）。III型胶原形成中等厚度的纤维并交织成网状（图2g,h）。这些结构差异可能与胶原分子组成和纤维组装机制有关（Birk, 2001）。

Discussion

乳腺中I型、III型和V型胶原在妊娠期表现出动态的表达定位变化（Tsutsui et al., 2020）。虽然I型胶原促进导管延伸和肺泡芽形成的作用已被广泛报道（Caruso et al., 2022; Nerger et al., 2021），但III型和V型胶原在妊娠期乳腺形态发生中的具体功能仍不明确。本研究首次在体外模型中证明：

1. 1.
   I型胶原以浓度依赖方式促进导管延伸和肺泡芽形成；
2. 2.
   III型胶原抑制细胞增殖并阻断Akt和ERK信号激活；
3. 3.
   V型胶原诱导形成狭窄导管和肿胀的肺泡样结构；
4. 4.
   III型胶原能保留肌上皮细胞环绕器官oid，而I型和V型中肌上皮细胞缺失。
   这些发现表明不同胶原类型通过特异性的生物物理和生化信号调控上皮形态发生。

Conclusions

本研究明确了I型、III型和V型胶原在乳腺上皮形态发生中的差异性作用：I型胶原促进发育，III型和V型则通过不同机制抑制该过程。这些结果与已知的体内胶原表达模式相结合，表明III型胶原可能通过抑制过度分支化维持结构稳定性，而V型胶原可能参与特殊结构的形成。未来需进一步探究这些胶原在乳腺癌微环境中的作用。