圖2 

      為了研究皮膚老化的分子基礎，我們采用定量蛋白質組學方法分析了不同年齡皮膚脫細胞生物支架中表皮細胞外基質的組成。如圖3 ，為了識別不同年齡的ECM代表性特征并了解其生物學意義，我們對四個不同年齡的所有ECM進行了差異表達分析，生物學過程分析表明，幼兒皮膚主要與膠原纖維組織、糖基代謝、軟骨細胞和表皮發育有關。青少年期皮膚主要表現為半球狀體組裝、細胞基質粘附、細胞連接組裝以及對生長因子的響應。成年人皮膚高表達蛋白主要與急性炎癥反應、創面愈合和真菌防御有關。老年皮膚主要表達與骨化、骨礦化、結締組織發育過程相關的蛋白，這可能是老年皮膚缺乏機械彈性的原因之一。這些結果表明，四個年齡段的ECM基質體微環境反映了皮膚組織的發育特征。如圖4。

圖3

圖4

      2. 不同年齡層皮膚核心基質體特征。膠原蛋白是ECM交聯網絡的主要結構成分。在皮膚發育過程中，纖維相關膠原COL12A1、COL21A1和COL11A1 (Ricard-Blum, 2011)以及BM膠原COL5A1/2和COL15A1的比例在幼兒生物支架中高于其他任何生命階段。纖維形成膠原COL3A1、纖維相關膠原COL14A1和BM膠原COL7A1、COL28A1和COL17A1在青少年生物支架中高表達，而短鏈膠原COL6A2/5/6、纖維形成膠原COL5A3、微纖維膠原COL16A1、BM膠原COL18A1和COL4A5在成人生物支架中高表達。人們普遍認為老年人皮膚的膠原蛋白水平降低。兒童生物支架中透明質酸結合蛋白多糖的表達最高，包括ACAN和HAPLN3，五種蛋白聚糖，包括BGN, DCN, VCAN, HAPLN1和PRG4在老年供體生物支架中高表達。研究表明高度表達的年齡特異性蛋白聚糖可以通過調節膠原蛋白影響皮膚。我們的結果表明，兒童生物支架中大多數高表達的糖蛋白與彈性蛋白微纖維家族成員(EMILIN3)、轉化生長因子β (THSD4和LTBP4)的調節因子以及組織發育(NPNT和FRAS1)有關(圖3C)。青少年皮膚中高表達的糖蛋白參與彈性纖維組裝(MFAP4和TNXB)和絲狀網絡(MATN4)的形成。血管生成相關的ECM蛋白(ADIPOQ、THBS4、MMRN1和MMRN2)和神經元發育(FBLN7)在成人皮膚中高度表達。在老年皮膚中，高表達的糖蛋白參與骨礦化(MGP)和對轉化生長因子β (FBN1和CILP)的應答。這些結果表明，這些核心基質體的不同組成在不同年齡提供的力學和功能特性可能決定皮膚的老化。如圖5 。

圖5

      3. 表皮干細胞生態位的功能基質組組成。老化不僅與真皮ECM有關，還與表皮干細胞(EpSCs)的狀態有關，BM是基礎表皮干細胞的主要組成部分，并提供必要的復雜刺激，影響基礎細胞的行為。分析了來自四個年齡類別的樣本中的BM成分，以評估它們在整個皮膚發育過程中如何支持EpSC功能。如圖6 。結果表明，這些不同的EpSCs刺激可能解釋了不同年齡階段EpSCs活動的差異。

圖6

      4. 細胞外基質在衰老過程中的調控模式。作者在四個年齡組中鑒定出24個ECM蛋白隨著年齡的增長而上調，26個ECM蛋白隨著年齡的增長而下調。結果表明，在皮膚發育過程中，膠原分解代謝過程、蛋白酶活性、凋亡信號、免疫細胞遷移和對微生物的防御反應的ECM表達逐漸增加。皮膚的老化和松弛似乎增加了微生物的入侵和炎癥因子的產生，使皮膚能夠繼續進行傷口愈合，從而形成疤痕，這也可能導致皮膚加速老化。隨著年齡的增長，膠原纖維組織、骨骼系統發育、細胞對生長因子刺激的反應、碳水化合物代謝和皮膚發育逐漸減少。COL6A1、SLPI和AMBP在整個生命周期中逐漸上調，而COL12A1、COL21A1、FRAS1、ANXA5和CD109在整個生命周期中下調。選擇COL6A1、COL12A1和SLPI進行免疫熒光染色，驗證老化過程中的表達模式，COL6A1在10歲時被發現位于表皮真皮連接處的BM周圍，然后隨著年齡的增長，其在真皮中的表達水平逐漸增加。而COL12A1的膠原束在10歲和34歲的真皮層中表達量較高，且隨著年齡的增長其表達量顯著下降。如圖7。 

圖7