胶原I通过整合素增强F-肌动蛋白聚合缓解UVB诱导的HaCaT角质细胞线粒体功能障碍

本研究针对UVB辐射导致皮肤角质细胞线粒体损伤及自噬障碍的临床问题，揭示了胶原I（Col）通过整合素β1激活F-肌动蛋白（F-actin）聚合通路恢复线粒体自噬（mitophagy）的分子机制。实验证实Col-coating通过上调肌动蛋白聚合相关蛋白表达、抑制解聚因子，显著减少UVB诱导的受损线粒体积累，为皮肤光损伤修复提供新靶点。

　　

紫外线B段（UVB，280-320 nm）辐射是导致皮肤光老化和癌变的主要环境因素，其核心损伤机制涉及线粒体功能障碍。当紫外线穿透表皮时，不仅直接破坏线粒体DNA和膜电位，更令人费解的是会同时抑制细胞清除受损线粒体的关键过程——线粒体自噬（mitophagy）。这种"双重打击"导致角质细胞内堆积大量功能异常的线粒体，最终引发细胞凋亡。与此同时，研究者观察到UVB照射后细胞骨架的重要组分F-肌动蛋白（F-actin）发生显著解聚，而F-肌动蛋白网络恰是维持线粒体质量控制的重要结构基础。这提示我们：能否通过稳定细胞骨架来恢复线粒体自噬功能？

沈阳药科大学的研究团队在《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》发表的研究给出了肯定答案。他们发现，作为细胞外基质（ECM）主要成分的胶原I（Col），不仅能物理性增强皮肤弹性，更能通过激活整合素β1（integrin β1）-F-肌动蛋白信号轴，重建线粒体自噬的分子脚手架，从而逆转UVB造成的线粒体灾难。

关键技术方法
研究采用UVB辐射（20 mJ/cm²
）建立HaCaT细胞损伤模型，通过整合素抑制剂RGDS和siRNA基因沉默验证靶点特异性；使用细胞免疫荧光追踪F-肌动蛋白形态变化，qPCR检测肌动蛋白调控基因表达；借助线粒体泛素化蛋白标记和溶酶体共定位分析评估mitophagy效率；最终通过细胞存活率测定确认保护效应。

研究结果

1. 胶原I恢复被UVB破坏的整合素信号通路
   UVB照射使整合素β1表达量下降50%，而Col-coating可使其恢复至正常水平。通过CellphoneDB数据库筛选证实Col与integrin β1存在特异性结合，抑制剂RGDS处理可阻断Col的保护作用。

2. F-肌动蛋白重构是mitophagy的必要条件
   UVB导致F-肌动蛋白网格解体，Col处理使聚合相关蛋白（如ARP2/3）mRNA上调2-3倍，同时抑制解聚因子cofilin的表达。使用细胞松弛素D（cytochalasin D）破坏F-肌动蛋白后，Col的线粒体保护作用完全消失。

3. 整合素-F-肌动蛋白轴调控mitophagy进程
   Col-coating使线粒体-自噬体共定位率从UVB组的15%提升至65%，而加入RGDS或cytochalasin D后该比例再次降至20%。免疫印迹显示Col处理组线粒体泛素化蛋白水平升高3倍，证实受损线粒体被有效标记清除。

结论与意义
该研究首次阐明胶原I通过"整合素β1→F-肌动蛋白聚合→mitophagy激活"的三级级联反应抵抗UVB损伤。其中F-肌动蛋白不仅作为结构支架，更通过形成损伤诱导性肌动蛋白（PDA）直接参与线粒体质量控制。这一发现为开发靶向细胞骨架的光防护剂提供理论依据——例如含整合素激活肽的胶原敷料可能比单纯补充胶原更具修复优势。研究同时提示，在皮肤衰老相关疾病中，F-肌动蛋白网络紊乱可能是导致线粒体功能衰退的"隐形推手"，这为探索新型抗衰老策略开辟了路径。

（注：所有实验数据及结论均源自原文，Yuying Zhu等作者声明无利益冲突，研究受辽宁省自然科学基金等项目资助）