1. 纤连蛋白是什么

1.1 纤连蛋白的基本定义

        纤连蛋白（fibronectin，FN）是一种大型黏附性糖蛋白，由人类FN1基因编码，广泛存在于血液、组织间质和细胞外基质中。

人体内的纤连蛋白主要有两种存在形式。

①血浆型纤连蛋白主要由肝细胞合成，以可溶性二聚体形式存在于血浆中。组织受损并发生凝血后，血浆型纤连蛋白可进入血凝块，参与早期临时基质的形成。

②细胞型纤连蛋白由成纤维细胞、内皮细胞等多种细胞分泌。它最初也以可溶形式存在，随后在整合素和细胞牵引力作用下伸展并聚合，形成不溶性的纤连蛋白纤维。

        FN1前体mRNA可发生可变剪接，主要涉及额外结构域A（extra domain A，EDA）、额外结构域B（extra domain B，EDB）和Ⅲ型连接区（type III connecting segment，IIICS，也称V区）。细胞型纤连蛋白的剪接形式更为多样，常可包含EDA、EDB及不同形式的IIICS；正常血浆型纤连蛋白通常不含EDA和EDB。这些剪接区域会改变纤连蛋白的结构和细胞反应。正常成人组织、胚胎发育、伤口修复和纤维化组织中的纤连蛋白组成并不完全相同。

1.2 纤连蛋白与细胞外基质的关系

        细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是由胶原蛋白、弹性蛋白、纤连蛋白、层连蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖等成分组成的三维结构。ECM并不是填充在细胞之间的惰性物质。它一方面提供组织支撑，另一方面通过整合素等细胞表面受体调节细胞黏附、迁移、存活和分化。

不同ECM成分承担的主要作用不同：

① 胶原蛋白主要提供抗拉强度和组织支撑；

② 弹性蛋白使组织在形变后恢复原状；

③ 蛋白聚糖和糖胺聚糖参与水分、离子及信号分子的结合；

④ 层连蛋白主要参与基底膜形成和上皮细胞附着；

⑤ 纤连蛋白主要连接细胞与多种ECM成分，并参与临时基质形成和基质组织化。

        纤连蛋白的特点在于，它既能与细胞表面的整合素结合，又能与胶原、纤维蛋白、肝素样糖链及部分生长因子相互作用。它的重要性在于调节细胞如何与周围基质连接。

2. 纤连蛋白的分子结构

2.1 二聚体与重复模块

        完整纤连蛋白通常由两条相近的多肽链组成。每条链的相对分子质量约为220～250 kDa，两条链在羧基端通过二硫键连接，总分子质量约为440～500 kDa。

每条纤连蛋白链主要由三类重复模块构成：

①Ⅰ型纤连蛋白重复模块（fibronectin type I repeat，FNI）；

②Ⅱ型纤连蛋白重复模块（fibronectin type II repeat，FNII）；

③Ⅲ型纤连蛋白重复模块（fibronectin type III repeat，FNIII）。

人纤连蛋白通常包含12个FNI模块、2个FNII模块和15～17个FNIII模块。FNIII模块数量的变化主要来自EDA和EDB等可变剪接结构。

        这种模块化结构使纤连蛋白可以同时连接不同分子，并把细胞黏附、基质结合和纤维组装结合起来。

2.2 FNIII模块为什么具有特殊意义

        FNI和FNII模块内部含有二硫键，结构相对稳定。FNIII模块主要由β折叠构成，内部通常不含二硫键，因此对机械拉力更敏感。当细胞通过整合素牵拉纤连蛋白时，部分FNIII模块可以发生伸展、相对旋转或局部解折叠。这些变化可能改变相邻结合位点之间的距离，并使原本不易接近的区域暴露出来。

因此，纤连蛋白能够同时传递两类信息：

① 生化信息：特定氨基酸序列与整合素或其他分子结合；

② 机械信息：纤连蛋白受力后的构象变化影响细胞黏附和基质组装。

纤连蛋白是一种能够随细胞牵引力改变构象和聚合状态的ECM蛋白。

2.3 结构是否决定性能

纤连蛋白的氨基酸序列和结构域组成，决定它理论上能够与哪些受体和基质分子结合，是功能产生的基础。

但在实际原料和配方中，结构组成不能单独预测最终效果。纤连蛋白能否发挥活性，还取决于：

① 蛋白是否正确折叠；

② 关键结合位点是否暴露；

③ 相邻结构域是否保持合适的空间位置；

④ 目标细胞是否表达相应整合素；

⑤ 蛋白是否发生降解、聚集或界面吸附；

⑥ 外用后能否接触到可响应的细胞。

因此，“配方中检测到纤连蛋白”只能证明相关蛋白或片段存在，不能直接证明其仍保持完整的细胞黏附和基质组装活性。

3. 细胞结合域与RGD序列

3.1 什么是细胞结合域

        纤连蛋白的核心细胞结合区域位于相邻的FNIII9和FNIII10模块。

        FNIII10中含有精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸序列（Arg-Gly-Asp，RGD）。RGD能够与多种整合素结合，是纤连蛋白介导细胞黏附的核心识别基序。

        相邻的FNIII9中含有脯氨酸—组氨酸—丝氨酸—精氨酸—天冬酰胺序列（Pro-His-Ser-Arg-Asn，PHSRN），通常被称为协同位点。

对于α5β1整合素，高亲和力结合通常同时依赖：

① FNIII10中的RGD提供主要结合位点；

② FNIII9中的PHSRN增强结合稳定性和受体选择性；

③ FNIII9与FNIII10保持适合的距离和空间方向。

因此，细胞结合域不是一段孤立的短肽，而是由关键序列和三维结构共同组成的受体识别区域。

3.2 RGD为什么不能代表完整纤连蛋白

        RGD短肽可以与部分整合素结合，因此常用于细胞培养材料或生物材料表面修饰。但RGD只能复制纤连蛋白的一部分受体结合功能。

完整纤连蛋白还具有以下重要作用：

① 胶原结合

纤连蛋白可通过特定FNI和FNII结构域与胶原或变性胶原结合，参与不同ECM成分之间的连接和组织化。

② 纤维蛋白结合

损伤发生后，血浆纤连蛋白可与纤维蛋白结合，并在活化凝血因子XIII作用下发生交联，形成有利于细胞附着的临时基质。

③ 肝素和蛋白聚糖结合

FNIII12—14等区域可与肝素及硫酸乙酰肝素类糖链结合，影响纤连蛋白与细胞表面蛋白聚糖及周围ECM的相互作用。

④ 生长因子结合

纤连蛋白的部分结构域，尤其是FNIII12—14区域，能够结合PDGF、FGF和VEGF家族的部分成员，影响这些分子在局部基质中的保留和呈递。纤连蛋白本身并不因此变成生长因子，而是调节生长因子与细胞受体接触的条件。

⑤ 细胞牵引力依赖的纤维组装

完整纤连蛋白能够在整合素和细胞骨架牵引下伸展并聚合成纤维。单独的RGD短肽通常不具备这种完整的纤维组装能力。

4. 纤连蛋白如何调节细胞行为

4.1 纤连蛋白是不是“细胞信使”

        纤连蛋白不是经典的可溶性细胞信使。生长因子、激素和细胞因子通常可以在体液或组织间液中扩散，与相应受体结合后启动信号。纤连蛋白则主要以细胞外基质配体的形式发挥作用。

        纤连蛋白是整合素的黏附配体，也是连接ECM、整合素和细胞骨架的机械信号调节蛋白。它使细胞能够感知周围是否存在可黏附的基质，以及基质的密度、排列和受力状态。

4.2 整合素如何把纤连蛋白转化为细胞信号

纤连蛋白影响细胞行为的主要过程可以表示为：

纤连蛋白FNIII9—10 → RGD/PHSRN与整合素结合 → 整合素聚集 → 黏着斑形成 → 细胞骨架与信号蛋白重组 → 细胞黏附、铺展、迁移和存活发生改变

整合素与纤连蛋白结合后，会在细胞膜上聚集，并在细胞内侧募集talin、kindlin和vinculin等黏着斑蛋白。

随后，黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）和Src家族激酶等信号分子可被激活，并根据细胞类型和周围环境影响：

① 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路（PI3K/Akt），主要参与细胞存活；

② 丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶通路（MAPK/ERK），参与基因表达和增殖调节；

③ Rho家族小GTP酶，调节细胞骨架、细胞收缩和迁移方向。

这些通路并非在所有细胞中同时、等强度启动。实际反应取决于整合素种类、细胞状态、纤连蛋白构象及生长因子环境。

4.3 细胞如何反向改变纤连蛋白

        整合素不仅把纤连蛋白信号传入细胞，也把肌动蛋白骨架产生的拉力传递给纤连蛋白。细胞牵引力可使较紧凑的纤连蛋白伸展，暴露纤连蛋白自身组装所需的区域，并促进更多纤连蛋白分子沉积为纤维。纤连蛋白聚合还会影响胶原及其他ECM成分的沉积和稳定性。

纤连蛋白与细胞之间形成双向调节：

纤连蛋白改变细胞的黏附和受力状态；细胞产生的牵引力又改变纤连蛋白的构象和纤维组装。

5. 纤连蛋白如何参与皮肤伤口愈合

        伤口愈合包括止血、炎症、增殖和组织重塑等相互交叠的阶段。纤连蛋白在不同阶段承担不同作用。

5.1 止血阶段：形成纤维蛋白—纤连蛋白临时基质

        皮肤受伤后，凝血酶切割纤维蛋白原，生成可以聚合的纤维蛋白。凝血因子XIII在凝血酶和Ca²⁺参与下被激活为凝血因子XIIIa（FXIIIa）。

FXIIIa是一种转谷氨酰胺酶，可在蛋白质的谷氨酰胺残基与赖氨酸残基之间形成异肽键。纤连蛋白被交联到纤维蛋白后，可以提高血凝块对细胞的黏附能力，为后续进入伤口的细胞提供临时附着结构。

5.2 再上皮化阶段：支持角质形成细胞迁移

        伤口边缘的角质形成细胞需要改变原有的稳定附着状态，形成前后极性，并向创面中央迁移。纤连蛋白通过整合素提供动态黏附位点。细胞在前缘形成新的黏附，在后缘解除原有黏附，同时依靠肌动蛋白骨架产生牵引力，从而向前移动。

细胞迁移并不是黏附越强越快：

①黏附过弱时，细胞难以获得足够牵引力；

②黏附过强时，细胞后缘不易脱离；

③适度、动态的黏附更有利于持续迁移。

RGD、PHSRN、整合素类型和纤连蛋白密度共同影响这种平衡。

5.3 肉芽组织形成：参与成纤维细胞黏附和ECM组织化

        成纤维细胞进入创面后，会合成细胞型纤连蛋白、胶原蛋白及其他ECM成分。纤连蛋白纤维通常在成熟胶原网络形成前增加，主要参与：

① 为成纤维细胞提供黏附位置；

② 传递细胞产生的牵引力；

③ 影响胶原及其他ECM成分的沉积和排列；

④ 调节部分生长因子在局部基质中的保留和呈递。

        动物创面研究显示，经过特定设计的纤维蛋白—纤连蛋白基质可以增强角质形成细胞、成纤维细胞和内皮细胞相关的修复反应，并加快小鼠创面闭合。这类研究支持纤连蛋白用于创伤敷料和组织工程材料的生物学依据，但不能直接证明普通护肤品中的纤连蛋白能够在完整皮肤中产生相同作用。

5.4 组织重塑：纤连蛋白网络随愈合进程更新

        随着创面逐渐闭合，早期形成的纤维蛋白和纤连蛋白临时基质会被降解、重新排列并逐渐由更成熟的ECM取代，胶原随后成为主要承力成分。纤连蛋白在适当阶段增加有利于修复，但长期持续升高可能与瘢痕和纤维化反应有关。

        例如，含EDA结构域的纤连蛋白能够影响潜伏型转化生长因子β结合蛋白在ECM中的募集，并与转化生长因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1）信号、肌成纤维细胞活化和纤维化反应相关。纤连蛋白对伤口愈合的作用取决于其出现时间、空间分布、剪接形式和组织机械状态。

6. 纤连蛋白、层连蛋白与神经酰胺的区别

三者都可能与“皮肤修护”相关，但分子类别、作用位置和主要机制不同。

6.1 层连蛋白与纤连蛋白

        层连蛋白（laminin）是基底膜的重要组成蛋白。以皮肤中的层连蛋白-332为例，它由α3、β3和γ2三条链组成，可与α3β1、α6β4等整合素结合。

        层连蛋白-332参与半桥粒和其他细胞黏附结构的形成，帮助表皮基底层角质形成细胞附着于基底膜，并维持表皮—真皮连接处的机械稳定性。纤连蛋白则更多参与间质ECM和损伤后的临时基质形成，重点调节细胞迁移、牵引力和ECM组织化。

两者的核心差别是：

①纤连蛋白更侧重动态的细胞迁移和组织重建；

②层连蛋白更侧重基底膜结构和上皮细胞的稳定附着。

6.2 神经酰胺与纤连蛋白

神经酰胺（ceramide）由鞘氨醇类碱基与脂肪酸通过酰胺键连接，其简化结构可表示为：

鞘氨醇类碱基—NH—CO—脂肪酸链

        神经酰胺与胆固醇、游离脂肪酸共同形成角质层细胞间的有序脂质结构。神经酰胺种类、脂肪链长度及三类脂质的比例，都会影响脂质排列和皮肤屏障功能。

因此：

①神经酰胺主要补充和重建角质层脂质结构；

②纤连蛋白主要调节细胞与ECM之间的黏附和组织重建。

对于普通干燥、清洁过度或角质层脂质不足，神经酰胺的作用路径更直接。纤连蛋白不能替代神经酰胺完成角质层脂质补充。

7. 纤连蛋白能否改善皮肤红血丝

7.1 需要先区分不同类型的皮肤发红

日常所说的“红血丝”可能包含不同问题：

① 屏障受损或刺激引起的暂时性泛红；

② 光电治疗后的短期红斑；

③ 持续性毛细血管扩张；

④ 玫瑰痤疮相关的炎症和神经血管异常。

        屏障受损和光电治疗后的短期红斑，通常与炎症、局部血流增加及经皮水分流失升高有关。如果配方能够支持皮肤屏障恢复并减少持续刺激，红斑可能随皮肤状态改善而减轻。

        持续性毛细血管扩张则涉及已经发生变化的血管结构和血管舒缩调节。纤连蛋白不是血管收缩剂，目前也没有可靠证据表明外用纤连蛋白可以使已经扩张的表浅血管闭合。

7.2 现有人体研究提供了哪些证据

        2026年发表的一项28天分脸研究纳入32名接受强脉冲光（intense pulsed light，IPL）治疗的健康中国女性。受试者一侧使用研究中报告的重组人纤连蛋白精华，另一侧使用不含纤连蛋白的同基础配方。前7天使用研究中标称含50 μg/mL重组人纤连蛋白的修护精华，第8～28天改用标称含25 μg/mL重组人纤连蛋白的稳定精华。

与对照侧相比，纤连蛋白侧在部分观察时间点表现出：

① 角质层含水量较高；

② 经皮水分流失（transepidermal water loss，TEWL）较低；

③ 客观红斑检测显示，纤连蛋白侧在第3天的红区比例和第7天的a*值优于对照侧；至第28天，两项客观红斑指标与对照侧相比均无显著差异，但研究者主观红斑评分仍显示纤连蛋白侧改善更明显；

④ 研究期间未报告相关不良反应。

        由于对照侧使用不含纤连蛋白的相同基础配方，这项研究支持：在该特定配方和使用方案中，含纤连蛋白产品与IPL后部分屏障指标及短期红斑恢复改善有关。

        现有证据较适合支持“特定纤连蛋白配方可能帮助IPL后短期恢复”，但不能进一步推断为“纤连蛋白能够治疗玫瑰痤疮”或“直接消除持续性毛细血管扩张”。

8. 纤连蛋白的稳定性与配方应用

8.1 原料形态决定可保留的功能范围

护肤品和生物材料中使用的“纤连蛋白”可能对应不同原料形态。

8.2 影响纤连蛋白稳定性的主要因素

        纤连蛋白属于构象敏感的大分子蛋白，稳定性可能受到以下因素影响；具体影响程度取决于原料是完整纤连蛋白、重组结构域片段还是水解多肽，并应以所用原料和终配方的实测数据为准：

① 温度：升温可能引起部分解折叠和聚集；

② pH和离子强度：可改变蛋白电荷及分子间作用力；

③ 剪切和起泡：增加蛋白接触空气—液体界面的机会；

④ 油水界面和包装表面：可能引起蛋白吸附和构象改变；

⑤ 冻融和长期储存：可能促进聚集或活性下降；

⑥ 蛋白酶：可能切断关键结构域；

⑦ 配方辅料：表面活性剂、防腐剂、螯合剂和增稠剂均可能影响蛋白状态。

8.3 配方开发需要控制什么

纤连蛋白配方通常需要根据具体原料的稳定性数据确定工艺。较合理的开发原则包括：

① 在适宜的低温阶段加入蛋白，减少不必要的高温暴露；

② 控制高剪切均质、长时间搅拌和大量起泡；

③ 根据原料数据确定pH、缓冲体系和离子强度；

④ 分别考察防腐剂、表面活性剂、增稠剂及螯合剂的影响；

⑤ 根据稳定性需要评估冻干复溶、双仓或单剂量包装；

⑥ 在长期和加速稳定性试验后重新检测结构和生物活性。

“蛋白含量合格”不等于“蛋白功能仍然存在”。经过配方和储存后，还需要评价其受体结合或细胞黏附能力。

8.4 完整皮肤对大分子蛋白的限制

        完整纤连蛋白属于数百千道尔顿的大分子，正常角质层会显著限制这类大分子的被动渗透。不能仅根据细胞实验推断，外用完整纤连蛋白能够穿过角质层并直接接触真皮成纤维细胞。

        细胞培养实验通常将纤连蛋白直接铺设在培养材料表面，细胞可以直接与其接触；普通外用产品则需要面对角质层这一物理屏障，两种条件并不相同。

8.5 如何判断纤连蛋白产品是否具有实际活性

评价纤连蛋白原料和产品，可以分为四个层次。

①确认原料身份

需要明确来源、氨基酸序列、相对分子质量、纯度、表达系统和保留的结构域。

②检测结构状态

应评估蛋白是否发生降解、聚集或构象改变。可根据原料特点采用电泳、体积排阻色谱、圆二色谱和差示扫描量热等方法。

③评价生物活性

可通过整合素结合、细胞黏附、细胞铺展或迁移等试验，确认关键细胞结合结构是否仍然有效。

④验证终产品

蛋白进入完整配方并经历实际储存后，应重新检测结构和生物活性。人体功效试验还应与产品的真实使用场景、适用人群和宣称内容相匹配。

9. 纤连蛋白结构、细胞黏附、伤口修复与皮肤屏障研究相关代表化学品

表1. 细胞外基质、细胞黏附与整合素研究

表2. 凝血、纤维蛋白临时基质与抗凝调控研究

表3. 角质层脂质与皮肤屏障对照研究

注：以上为阿拉丁代表性科研及配方研究相关产品，更多产品规格、级别、COA信息可用“品名/CAS/货号”在阿拉丁官网检索。

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