在上一篇文章中（点击阅读：动物胶原蛋白过敏率分析)，我们描述了动物胶原蛋白的天然过敏率。国外早期围绕不同种属胶原蛋白对宿主免疫反应的特异性、及胶原分子结构与抗原决定簇及牛胶原产品制品如注射填充材料ZYDERM和Artecoll等引起人体局部皮肤反应、血清抗体水平和组织学反应展开了较多的研究。天然抗体的存在为这个产品设定了比较低的安全性天花板。
动物源材料的免疫原性取决于材料本身和供体/受体的种属特性。与胶原蛋白免疫原性有关的影响因素主要包括：1）纯度（蛋白纯度、杂质含量、细胞及细胞抗原的清除、宿主DNA残留）；2）胶原蛋白的结构（如三螺旋结构中的某些抗原决定簇）；3）供体/受体种属特性；4）提取方式（酶解与酸法/碱法提 取）；5）植入部位（如是否临近骨髓、淋巴、血液组织或是肌肉组织）；6）交联方法（如戊二醛交联或紫外、真空热交联、辐照交联等）。
鼠尾胶原电子密度图示，GPO为甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸区域，胶原蛋白分子的非螺旋区域（GPO右侧部分）经过中央区（GPO部分）向螺旋区（GPO左侧部分）延伸。相邻胶原分子的电子表示为红色。
抗原决定簇：主要分3类：螺旋区、中央区和末端肽。其中螺旋区的三螺旋结构是被抗体识别部位；中央区定位于原胶原的三螺旋结构内，但与抗体的识别主要依赖于氨基酸序列而不是三维空间构象；末端肽定位于胶原分子的非螺旋结构的末端区域，是胶原蛋白分子最普遍和重要的引起免疫原性反应的部位。也有学者认为胃蛋白酶提取的牛胶原其三螺旋区和中央区抗原决定簇是引起人体免疫应答反应的主要抗原位点。
α-Gal：来源于灵长目以外的哺乳动物。目前发现，α-Gal主要存在于动物的纤维蛋白原、免疫蛋白原和甲状腺球蛋白中，在小鼠、牛及猪的组织和细胞中均发现细胞表面存在大量的α-Gal抗原决定簇，而人类并不表达α-Gal。已经发现移植物中极少量的α-Gal 抗原都可能引发机体产生α-Gal特异性抗体从而导致移植排斥反应。
当动物源材料植入人体后，其细胞表面的α-Gal抗原与人体内存在的天然抗α-Gal抗体结合，激活补体系统从而引起严重的超急性排斥反应，最终导致异种 移植失败。另外，α-Gal抗原还可通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用，引起 延缓型异种移植排斥反应。这也导致了皮试的误差。
那么，有没有一种胶原蛋白可以降低免疫原性呢？
在过去的10年中，基因工程技术的进步，使得重组胶原蛋白吸引了大量的关注。由于重组人源化胶原蛋白的结构与人自身胶原蛋白相同或者相似，具有很高的生物相容性，减少了免疫反应的风险。因此我们一直认为重组胶原蛋白是『新希望』，能够替代动物胶原蛋白用于医疗美容治疗。
然而，目前还没有看到这类产品上市。
原因是，重组蛋白大多使用了酵母或者大肠杆菌作为其宿主细胞，这类宿主缺乏一些基本特性（例如羟基化、糖基化），导致这类重组胶原都以单链形式存在，没有动物胶原的螺旋区。
螺旋化不止使得胶原蛋白具备一定的生物学活性（例如促进细胞爬行和附着），也使得胶原蛋白有一定的立体结构，使其具备空间填充能力。缺乏这种螺旋区的重组蛋白就很难用于治疗中重度的皱纹或者填充缺损组织。目前的重组胶原蛋白更多以液体形式存在（无论是成品形式还是冻干复溶之后的形式），通过改善细胞活性，提升其分泌胶原蛋白的能力从而达到治疗皱纹的效果。
胶原通过整合素产生的信号途径
此外，螺旋区也是胶原产生细胞活性的重要区域。胶原蛋白均通过三螺旋结构区域与一些蛋白家族成员，如细胞表面受体等相互作用。一些结构多样性的跨膜受体能够介导胶原三螺旋结构与胶原特异性整合素（Integrin）、盘状结构域受体（DDR）、糖蛋白VI和白细胞相关免疫球蛋白样受体-1（LAIR-1）识别和结合。这些胶原受体参与介导一系列的细胞学调控行为，如细胞粘附与迁移，止血和免疫功能。这些胶原受体与胶原蛋白的相互作用我们以后会更多地介绍（上图为整合素的信号通路示例）。
因此目前的重组胶原蛋白虽然有较低的免疫原性，但缺乏空间结构，也缺乏螺旋区与细胞产生相互作用。接下来的工作，就是用重组胶原蛋白进行改构改性，使其克服以上缺陷了。
接下来的文章中，我们将陆续揭晓汇融实验室最新的研发成果 - 具有立体结构的重组胶原蛋白 - BRC3胶原填充剂。这种经过改性后的重组胶原蛋白，展示了非常良好的空间占位以及粘弹性，更重要的是，我们并没有通过化学或者物理的方式达到这个结果 - 而是通过使用胶原蛋白本身氨基酸的特性，使其自凝胶化。
汇融实验室
HEROSTEM® LAB汇融实验室在上海设有成熟完善的重组蛋白及羟基磷灰石微球的生产基地，以及即将建设的AGAFILLER产品线。我们的产品可用于细胞基因治疗、重组蛋白药物的纯化、细胞培养、医疗器械、医疗美容产品等。更多信息，请查看我们的官网：www.herostem.com.cn。
