衰老的特征是组织完整性和功能的逐渐丧失,其由相互关联的标志驱动,包括细胞衰老、干细胞耗竭、基因组不稳定、线粒体功能障碍和表观遗传改变(López-Otín et al., 2013)。虽然这些衰老过程的细胞内在机制已被广泛研究,但细胞外微环境,特别是 ECM,对衰老的贡献相比之下受到的关注较少。
ECM 是一个由结构蛋白(包括胶原蛋白、弹性蛋白、纤连蛋白和蛋白聚糖)组成的动态且高度有序的网络,它不仅为组织提供结构和机械支持,还调节细胞行为,如机械传导和生长因子信号传导。在衰老过程中,ECM 发生渐进性改变,导致组织结构和功能的退化(Freitas-Rodríguez et al., 2017)。例如,在人类皮肤衰老过程中,主要由胶原蛋白 ECM 组成,发生渐进性改变,如胶原蛋白原纤维的碎裂(T Quan, 2026)和弹性纤维完整性的丧失(Shao et al., 2017)。与年龄相关的真皮 ECM 降解传统上被视为衰老的结果,然而,它不仅仅是一种被动的结构改变,例如损害真皮机械特性(Shao et al., 2017)、细胞形态和细胞信号传导(Quan et al., 2025; T Quan, 2026)。新兴证据表明,ECM 成分的蛋白水解会产生生物活性片段,称为 基质细胞因子,它们可以进入循环并发挥系统性作用(Jariwala et al., 2022)。其致病作用已被认为与广泛的疾病有关,包括慢性阻塞性肺病(COPD)、血管钙化、动脉粥样硬化、主动脉瘤、组织纤维化和癌症(Heinz, 2020, Jariwala et al., 2022, Wells et al., 2015)。基质细胞因子的生物学意义已在多种 ECM 蛋白中确立。例如,在胶原蛋白降解过程中产生的胶原蛋白衍生的脯氨酸 - 甘氨酸 - 脯氨酸(PGP),作为中性粒细胞趋化因子发挥作用,并在慢性肺炎症中发挥关键作用,特别是在 COPD 中(Braber et al., 2011, Weathington et al., 2006)。弹性蛋白衍生片段与弹性蛋白受体复合体相互作用,调节炎症信号传导、细胞迁移、基质重塑和血管细胞功能(Heinz, 2020, Le Page et al., 2019)。在血液恶性肿瘤中,弹性蛋白衍生片段还促进白血病细胞迁移,突出了它们超越结构基质周转的多样化生物活性(Blood et al., 1988, Szychowski and Skora, 2024)。总的来说,这些研究表明弹性蛋白衍生的基质细胞因子是慢性病理过程的活性介质,而不是弹性蛋白降解的被动副产品。自然·衰老上 Yi 等人的最近研究将弹性蛋白衍生的基质细胞因子已确立的生物学扩展到了生物体衰老的背景中,提供证据表明弹性蛋白衍生片段主动促进炎性衰老和系统性衰老,而不仅仅是反映与年龄相关的组织损伤(Yi et al., 2025)。这些发现将 ECM 重塑定位为衰老过程的潜在驱动因素,而不仅仅是结果。
本观点文章讨论了鉴定弹性蛋白衍生片段作为炎性衰老和系统性衰老活性介质的最新证据,将这些发现置于基质细胞因子生物学更广泛的文献背景中,并考虑它们对衰老机制和治疗干预的意义。