锚原纤维具有维持真表皮紧密连接的作用，其主要结构成分是Ⅶ型胶原基因（COL7A1）突变是营养不良性大疱性表皮松解症（DEB）的分子发病机制。本文主要综述如下两上方面的研究进展：①Ⅶ型胶原的分子结构、基因结构及其调控功能；②COL7A1的提早终止密码突变突变（PTC）和甘氨酸置换突变对锚原纤维分子生物学特性的影响――Ⅶ型胶原的数量变化和质量变化（分子折叠、聚合和分泌等发生异常）是DEB发病的分子基础。锚原纤维（anchoring fibrils）从表皮基底膜带的致密板向下方的真皮结缔组织延伸并终止于锚板、或者再折返致密板。在真皮中锚原纤维常与真皮的带状胶原纤维相互镶嵌交织，从而确保真表皮间的紧密连接。锚原纤维的主要结构成分是Ⅶ型胶原，Ⅶ型胶原在维持真皮连接结构稳定性中具有非常重要的作用。它的缺失或形态异常会导致真表皮连接结构的不稳定。使皮肤在机械创伤导致真表皮连接结构的不稳定，使皮肤在机械创伤或表皮磨擦时，即可发生表皮与真皮的分离，从而形成一种遗传性皮肤病――营养不良大疱性表皮松解症（dystrophic epidermolysis bullosa’DEB）。DEB的分子发病机制是由Ⅶ型胶原基因（typeⅦcollagen gene，COL7A1）突变所致。自1993年首次识别COL7A1突变以来，在不同临床类型的DEB中，在COL7A1上迄今识别的突变有200个以上。但是如此众多的突变及其所致生物学后果（如基因型与表型关系）极其复杂，这方面的研究才刚刚开始。
1、Ⅶ型胶原的分子结构
Ⅶ型胶原是由三个相同的α1（Ⅶ）链构成的同源三聚体，第一α1（Ⅶ）多肽链含有中央胶原性三螺旋区（～145kDa），两侧为非胶原性近基端NC-1（～145kDa）和羧基端NC-2（～30kDa）。胶原性结构区由特征性Gly-X-Y重复序列构成三螺旋结构域，其间被非胶原性短片段打断19次。其中1次是由39个氨基酸组成的较大片段（被称为“铰链”区）插入胶原性结构区中央。1～39个氨基酸组成大小不等的短片段使Ⅶ型胶原分子具有结构柔韧性、构象可塑性。这种独特结构使由Ⅶ型胶原构成的锚原纤维具有维持具表皮紧密连接的作用。这些非胶原性短片似乎是三螺旋区Gly-X-Y重复序列连续性的“间断”，但是由于这种结构对螺旋结构的稳定性具有决定意义，因此在进行上要特殊保存。
Ⅶ型胶原三螺旋区和NC-2连接区富含半胱氨酸。这些半胱氨酸形成的二硫键是α1（Ⅶ）分子多聚体形成过程所必需的。在体内，前α1分子NC-2区发生部分裂解后，两个分子借二硫键作用而形成反向平行的二联体，三个同源α1（Ⅶ）再侧向聚合成Ⅶ型胶原三聚体、最后缔合成Ⅶ型胶原多聚体（即锚原纤维）并插入致密板中，致密板中的层粘连蛋白5（β3和/或γ2链）可结合Ⅶ型胶原NC-1区。
2、Ⅶ型胶原合成的调控
Ⅶ型胶原主要由角质形成细胞合成，主要表达于复层鳞状上皮如皮肤、粘膜和角膜。Ⅶ型胶原分子生物学特性明显受生长因子和细胞因子的控制，受邻近细胞和胞外基质旁分泌的影响。真表皮连接不足之处真皮中的蛋白多糖具有结合调控信号分子、接带和真皮中的蛋白多糖具有结合调控信号分子、吸附多种细胞因子的功能，在发育、修复或损伤等生理或病理过程中的功能，在发育、修复或损伤等生理或病理过程中这些信号分子和细胞因子可诱导COL7A1的表达，刺激Ⅶ型胶原的合成和分泌。皮肤微丝蛋白贮存TGFβ异构物（isoform），并输送至紧靠基底层的角质形成细胞、刺激角质形成细胞的Ⅶ型胶原表达。最近Vindevoghel等研究发现COL7A1启动子有两个独特区段496/490和453/444，是TGF-β异构物结合DNA、发挥调控功能时必需首先识别的特异性序列。此外，IL-11α、IL-1β、TNF-α等炎性细胞因子可调控角质形成细胞内Ⅶ型胶原mRNA的表达。
3、COL7A1的基因结构
遗传性DEB的致病基因――Ⅶ型胶原基因（COL7A1）定位于3p21.1上，全长约为23kb，由118个编码外显子组成（Genbank no：L23 982），这多于已报道的任何一个基因的外显子数量。COL7A1转录产物为9.2kb，其中有8.8kb编码前α胶原的2944个氨基酸，其分子量为320kDa。从转录起始点到多聚腺苷化位点由31132bp组成，它的长度仅仅是Ⅶ型胶原mRNA的3倍左右，因此COL7A1是一个内含子序列小、外显子排列紧凑的基因。
4、Ⅶ型胶原基因突变的致病机制
DEB特征性表现皮肤或粘膜脆性增加是由于锚原纤维缺少、甚至完全缺如、或结构异常，从而使表皮与真皮分离、形成大疱。在透射电镜下，正常皮肤锚原纤维为极纤细、呈中心对称、彼此呈带状交叉；但是，DEB皮损显示粗大、稀疏、扁平而无彼此交叉的纤维。
DEB有六种临床亚型，两种显性遗传性和四种隐性遗传。已证实COL7A1突变是显性和隐性DEB的发病基础，尽管也在几个种族中报道了数个复发性突变，如墨西哥人常见突变为24700insG，英国人常见突变为R578X和778delG，但大多数突变具有极大的家系特异性和种族特异性。表型异质性的表达可能是由于Ⅶ型胶原突变分子引起“蛋白质自杀”，或者是两个等位基因上不同突变组成的复合杂合子的后果不同，或者是某些突变表型可能需要两个等位基因纯合子的共表达。
COL7A1突变检测资料表明基因型与表型之间具有密切关系。Ⅶ型胶原的两个等位基因完全缺失可导致锚原纤维和Ⅶ型胶原完全缺如，是隐性DEB的一种最严重型的特征性病变。隐性遗传性DEB的大多数突变是复合杂合子突变，是无义突变或移码突变和由小插入或缺失引起提早终止密码突变（premature termination codon mutation，PTC），而不是纯合子突变。无义突变可促使mRNA分解，从而使mRNA转录物减少。无义突变与PTC相关，当为杂合子时PTC突变呈沉默型，但是当为纯合子或PTC与另一等位基因的PTC相组合时患者表型明显加重。例如一例泛发性隐性DEB患者为复合杂合子突变3857delA/G182R，在无血缘关系的双亲中发现父亲为PTC突变（3857delA），但没有相应临床表现，当与母亲的甘氨酸沉默置换相组合时，复合杂合子先证者却表现泛发性大疱、甲缺失，甚至轻度并趾的严重表型。对PTC杂合子携带者，患者仅表达正常等位基因产物，而不表达截短多肽。另外，某些由隐性突变和显性突变相结合的家系可发生显著的表型改变、加重。
几乎所有的显性DEB是由甘氨酸置换突变所致。甘氨酸置换突变，或甘氨酸置换突变/无义突变相组合主要引起表型较轻的显性DEB。表型较轻的显性DEB可合成突变的Ⅶ型胶原多肽，但是形态异常的锚原纤维。Rouan等在分析6例DEB家系时发现他们全都存在甘氨酸置换突变，其中3例家系的双亲发生甘氨酸置换G204R和G2040V，却没有临床表现。甘氨酸是最小氨基酸分子，当发生甘氨酸置换时，大分子氨基酸可能干扰Ⅶ型胶原三螺旋功能域的形成、妨碍前-α1(Ⅶ)多肽的折叠、聚合、分泌等。因为Ⅶ型胶原是同源三聚体，显性DEB患者可能仅有1/8的胶原分子是由三个正常前-α1(Ⅶ)多肽构成。因此，在Ⅶ型胶原的形成过程中，突变的多肽可通过显性负干扰（dominantnegative interference）导致表型较轻的显性遗传疾病发生。突变资料的分析表明是一部分而不是所有Ⅶ型胶原上的甘氨酸置换，都以显性负干扰方式影响蛋白质的生物合成。外显子73的三个点突变引起Ⅶ型胶原三螺旋结构区甘氨酸置换（G20006D、G2034E和G2015E），从而干扰胶原的折叠、聚合和分泌。与此相对照，三螺旋区另一区段发生的甘氨酸置换G1519D，既没有前胶原的分泌障碍也没有锚原纤维的功能异常，因此不表现甘氨酸置换的相应表型。所以，Ⅶ型胶原是胶原中的一个突出特例，因为不是所有三螺旋区内的甘氨酸置换都产生显性负干扰。
