透明质酸

透明质酸（/ˌhaɪ.əljʊəˈrɒnɪk/;缩写HA;共轭碱基透明质酸），也称为透明质酸，是一种阴离子、非硫酸化的糖胺聚糖，广泛分布于结缔组织、上皮组织和神经组织。它在糖胺聚糖中是xxx的，因为它是非硫酸化的，形成于质膜而不是高尔基体，并且可能非常大：人类滑膜HA每个分子平均约700万道尔顿，或约20,000个二糖单体，而其他来源提到3-4百万道尔顿。

作为细胞外基质的主要成分之一，它对细胞增殖和迁移有重要作用，可能参与某些恶性肿瘤的进展。平均70公斤（150磅）的人体内大约有15克透明质酸，其中三分之一每天被转化（即降解和合成）。透明质酸也是A组链球菌胞外胶囊的成分，被认为在毒力中起作用。

直到1970年代后期，透明质酸被描述为一种“粘稠”分子，一种普遍存在的碳水化合物聚合物，是细胞外基质的一部分。例如，透明质酸是滑液的主要成分，被发现会增加滑液的粘度。与润滑剂一起，它是流体的主要润滑成分之一。

透明质酸是关节软骨的重要组成部分，它在每个细胞（软骨细胞）周围作为涂层存在。当聚集蛋白聚糖单体在HAPLN1（透明质酸和蛋白多糖连接蛋白1）存在的情况下与透明质酸结合时，会形成大的、带高负电荷的聚集体。这些聚集体吸收水并负责软骨的弹性（其抗压缩性）。软骨中透明质酸的分子量（大小）随着年龄的增长而降低，但量会增加。

已经提出透明质酸在肌肉结缔组织中的润滑作用，以增强相邻组织层之间的滑动。一种特殊类型的成纤维细胞，嵌入致密的筋膜组织中，被认为是专门用于生物合成富含透明质酸的基质的细胞。它们的相关活动可能涉及调节相邻肌肉结缔组织之间的滑动能力。

透明质酸也是皮肤的主要成分，它参与修复组织。当皮肤暴露在过多的UVB射线下时，它会发炎（晒伤），并且xxx中的细胞停止产生尽可能多的透明质酸并增加其降解速度。透明质酸降解产物然后在紫外线照射后积聚在皮肤中。

虽然它在细胞外基质中含量丰富，但透明质酸还有助于细胞的组织流体动力学、运动和增殖，并参与许多细胞表面受体相互作用，尤其是包括其主要受体CD44和RHAMM在内的相互作用。CD44本身的上调被广泛认为是淋巴细胞中细胞活化的标志物。透明质酸对肿瘤生长的贡献可能是由于它与CD44的相互作用。受体CD44参与肿瘤细胞所需的细胞粘附相互作用。

尽管透明质酸与受体CD44结合，但有证据表明透明质酸降解产物通过巨噬细胞和树突状细胞中的toll样受体2(TLR2)、TLR4或TLR2和TLR4转导其炎症信号。TLR和透明质酸在先天免疫中起作用。

存在限制，包括该化合物的体内损失限制了作用的持续时间。

作为细胞外基质的主要成分，透明质酸在组织再生、炎症反应和血管生成等皮肤伤口修复阶段具有关键作用。然而，截至2016年，对其对烧伤、糖尿病足溃疡或外科皮肤修复伤口愈合影响的评论仅显示有限的积极临床研究证据。透明质酸与水结合并膨胀形成凝胶，使其可用于皮肤治疗，作为面部皱纹的皮肤填充剂;其效果持续约6至12个月，治疗已获得美国食品和药物管理局的监管批准。

肉芽组织是在愈合伤口中替代纤维蛋白凝块的灌注纤维结缔组织。它通常从伤口底部生长，并且能够填充几乎任何大小的伤口，它可以治愈。HA在肉芽组织基质中含量丰富。对组织修复至关重要的多种细胞功能可能归因于这种富含HA的网络。这些功能包括促进细胞迁移到临时伤口基质、细胞增殖和肉芽组织基质的组织。炎症的引发对于肉芽组织的形成至关重要；因此，上述HA的促炎作用也有助于这一阶段的伤口愈合。

细胞迁移对于肉芽组织的形成至关重要。肉芽组织的早期阶段以富含HA的细胞外基质为主，这被认为是细胞迁移到这种临时伤口基质中的有利环境。HA提供了促进细胞迁移的开放水合基质，而在后一种情况下，定向迁移和相关细胞机制的控制是通过HA和细胞表面HA受体之间的特定细胞相互作用介导的。它与几种与细胞运动相关的蛋白激酶形成联系，例如细胞外信号调节激酶、粘着斑激酶和其他非受体酪氨酸激酶。在胎儿发育过程中，神经嵴细胞迁移的迁移路径富含HA。HA与肉芽组织基质中的细胞迁移过程密切相关，研究表明，通过HA降解或阻断HA受体占据，可以至少部分抑制细胞运动。

通过为细胞提供动力，HA合成也被证明与细胞迁移有关。基本上，HA在质膜上合成并直接释放到细胞外环境中。这可能有助于合成部位的水合微环境，并且通过促进细胞脱离对细胞迁移至关重要。

HA在正常表皮中起重要作用。由于其几个特性，HA在再上皮化过程中也具有重要作用。这些包括作为基底角质形成细胞的细胞外基质的组成部分，这是表皮的主要成分；其自由基清除功能，以及在角质形成细胞增殖和迁移中的作用。

在正常皮肤中，在角质形成细胞增殖的表皮基底层中，HA的浓度相对较高。CD44在表皮的基底层与HA并置，此外，它已被证明优先在面向富含HA的基质袋的质膜上表达。维持细胞外空间并为营养物质的通过提供开放和水合的结构是HA在表皮中的主要功能。一份报告发现，在存在视黄酸（维生素A）的情况下，HA含量会增加。维甲酸对皮肤光损伤和光老化的建议作用可能至少部分与皮肤HA含量的增加相关，从而导致组织水合作用增加。有人提出，HA的自由基清除特性有助于防止太阳辐射，支持CD44作为表皮中HA受体的作用。

表皮HA还在角质形成细胞增殖过程中起到操纵器的作用，这对于正常的表皮功能以及组织修复中的再上皮化过程是必不可少的。在伤口愈合过程中，HA在伤口边缘、结缔组织基质中表达，并与迁移的角质形成细胞中的CD44表达搭配。

透明质酸已获得FDA批准，可通过关节内注射治疗膝关节骨性关节炎。2012年的一项审查表明，支持这种使用的研究质量大多很差，普遍缺乏显着的益处，并且关节内注射HA可能会导致不良反应。2020年的一项荟萃​​分析发现，关节内注射高分子量HA可改善膝关节骨性关节炎患者的疼痛和功能。

透明质酸已被用于各种配方中，以制造人工泪液来治疗干眼症。

透明质酸是护肤品中常见的成分。透明质酸在整容手术中用作xxx填充剂。通常使用经典的锋利皮下注射针头或微型套管注射。一些研究表明，使用微型插管可以显着减少注射过程中的血管栓塞。目前，透明质酸因其生物相容性和可逆性而经常被用作软组织填充物。并发症包括切断神经和微血管、疼痛和瘀伤.红斑、瘙痒和血管阻塞也可能出现一些副作用；血管闭塞是最令人担忧的副作用，因为患者可能会出现皮肤坏死甚至失明。在某些情况下，透明质酸填充剂会导致肉芽肿异物反应。

透明质酸是二糖的聚合物，由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基-D-葡萄糖胺通过交替的β-（1→4）和β-（1→3）糖苷键连接而成。透明质酸的长度可以是25,000个二糖重复。透明质酸聚合物在体内的大小范围为5,000至20,000,000Da。人体滑液中的平均分子量为3-400万道尔顿，从人脐带中提纯的透明质酸为314万道尔顿；其他来源提到滑液的平均分子量为700万大。透明质酸还含有硅，范围为350–1,900μg/g，具体取决于生物体内的位置。

透明质酸在能量上是稳定的，部分原因是其成分二糖的立体化学。每个糖分子上的大体积基团处于空间上有利的位置，而较小的氢处于不太有利的轴向位置。

透明质酸由一类称为透明质酸合酶的完整膜蛋白合成，其中脊椎动物有三种类型：HAS1、HAS2和HAS3。当新生多糖通过ABC转运蛋白通过细胞膜进入细胞外空间时，这些酶通过重复添加D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基-D-葡糖胺来延长透明质酸。筋膜细胞一词是用来描述合成HA的成纤维细胞样细胞。

透明质酸合成已被4-甲基伞形酮(hymecromone)抑制，这是一种7-羟基-4-甲基香豆素衍生物。这种选择性抑制（不抑制其他糖胺聚糖）可能证明可用于预防恶性肿瘤细胞的转移。在培养的人类滑膜成纤维细胞中测试时，低分子量透明质酸(<500kDa)在高浓度下对透明质酸合成有反馈抑制作用，但在高分子量透明质酸(>500kDa)的刺激下。

枯草芽孢杆菌最近进行了基因改造，以培养专有配方以产生透明质酸，在生产人类级产品的专利工艺中。

筋膜细胞是一种生物细胞，可产生富含透明质酸的细胞外基质并调节肌肉筋膜的滑动。

筋膜细胞是在筋膜中发现的成纤维细胞样细胞。与成纤维细胞相比，它们呈圆形，细胞核更圆，细胞突起较少。筋膜细胞沿着筋膜层的上表面和下表面聚集。

筋膜细胞产生透明质酸，调节筋膜滑动。

透明质酸可以被称为透明质酸酶的酶家族降解。在人类中，至少有七种透明质酸酶样酶，其中几种是肿瘤抑制因子。透明质酸、寡糖和极低分子量透明质酸的降解产物表现出促血管生成特性。此外，最近的研究表明，透明质酸片段，而不是天然的高分子量分子，可以在组织损伤和皮肤移植中诱导巨噬细胞和树突状细胞的炎症反应。

透明质酸也可以通过非酶促反应降解。这些包括酸性和碱性水解、超声波分解、热分解和氧化剂降解。