114年:放射基礎(2)
關於細胞外基質（ extracellular matrix ）的生物作用，下列敘述何者最正確？
A細胞外基質被發現存在組織的細胞膜內，協助細胞間傳遞化學訊息
B細胞外基質可製造各種蛋白質、多醣及激素
C細胞外基質覆蓋人體的表面，協助身體動作之平衡
D細胞外基質包圍著細胞，可作為細胞附著支架，傳遞化學訊息
詳細解析
本題觀念：
細胞外基質（Extracellular matrix, ECM）是存在於細胞外的一組高度動態的大分子網絡結構，主要由蛋白質（如膠原蛋白、彈性蛋白、纖維黏連蛋白等）和多醣類（如葡萄胺聚醣、蛋白聚醣）構成。其主要生理功能不僅是為細胞提供物理性的附著支架（scaffold），還參與調節細胞的微環境，並透過與細胞膜受體的結合，在細胞間傳遞化學與力學訊息，對於維持組織結構及細胞生理功能扮演著核心角色。
選項分析
- (A) 細胞外基質被發現存在組織的細胞膜內，協助細胞間傳遞化學訊息：錯誤。顧名思義，細胞外基質存在於細胞膜「外」的組織間隙中，而非細胞膜內（細胞內）。雖然它確實能協助傳遞化學訊息，但位置的描述是完全錯誤的。
- (B) 細胞外基質可製造各種蛋白質、多醣及激素：錯誤。細胞外基質本身是無生命的結構，不具備「製造」物質的能力。構成 ECM 的各種蛋白質與多醣體，是由組織中的活細胞（例如結締組織中的纖維母細胞 fibroblast、軟骨細胞等）在細胞內合成後，分泌到細胞外而形成的。
- (C) 細胞外基質覆蓋人體的表面，協助身體動作之平衡：錯誤。覆蓋人體表面的是「上皮組織」（Epithelial tissue，例如皮膚的表皮層），主要負責保護、分泌與吸收。協助身體動作平衡則主要涉及神經系統（如小腦、前庭系統）及骨骼肌肉系統的功能。
- (D) 細胞外基質包圍著細胞，可作為細胞附著支架，傳遞化學訊息：正確。細胞外基質包圍在細胞周圍，構成三維的立體網路，為細胞提供物理性的附著支架。此外，ECM 內部能儲存多種生長因子與訊息分子，並可透過與細胞膜上的受體（最主要為整合素 integrins）結合，將化學與力學訊息傳遞至細胞內，進而調控細胞的增殖、遷移、分化與凋亡。
答案解析
綜合上述分析，細胞外基質（ECM）並非單純填充在細胞之間的無作用物質，而是一個提供結構支撐與訊息傳遞的活躍微環境。它在解剖學上包圍著細胞，為細胞提供物理性的附著支架（Scaffolding），維持組織的三維結構。同時，ECM 中含有的訊息傳遞分子與結合位點，能夠與細胞膜表面的受體互相作用，引發細胞內的訊號傳導（傳遞化學與力學訊息）。因此，選項 (D) 最準確地描述了細胞外基質的生理解剖學功能，為本題正確答案。
核心知識點
針對細胞外基質（Extracellular Matrix, ECM），考生應掌握以下生理與病理學核心概念：
- 解剖位置與來源：存在於細胞外間隙。主要由結締組織中的細胞（特別是纖維母細胞 Fibroblast）合成並分泌。
- 主要組成成分：
- 纖維蛋白：膠原蛋白（Collagen，提供抗張強度）、彈性蛋白（Elastin，提供彈性）。
- 黏附蛋白：纖維黏連蛋白（Fibronectin）、層黏連蛋白（Laminin），負責將細胞與基質連結。
- 固態基質/多醣：葡萄胺聚醣（GAGs，如玻尿酸）與蛋白聚醣（Proteoglycans），具高度保水性，提供抗壓能力並儲存生長因子。
- 生理功能：提供細胞附著的物理支架（Scaffold），並透過跨膜蛋白（如整合素 Integrins）將外部環境的力學及化學訊息傳遞入細胞內。
- 病理機轉：當組織持續受損發炎時，ECM 的過度分泌與沉積會導致器官纖維化（Fibrosis）；而腫瘤細胞發生遠端轉移時，則需要分泌基質金屬蛋白酶（MMPs）來降解 ECM。
臨床重要性
在放射線治療學與病理學中，**放射性肺纖維化（Radiation-induced pulmonary fibrosis, RIPF）**是胸部放射治療常見的晚期嚴重併發症。當肺部組織受到游離輻射損傷後，會引發慢性發炎反應，刺激肺部的纖維母細胞過度活化，導致細胞外基質（ECM）中的膠原蛋白大量且異常地沉積在肺間質中。這種 ECM 的過度沉積會破壞肺泡結構並大幅降低肺部順應性，最終導致不可逆的呼吸功能衰竭。因此，了解 ECM 的生成與調控機制，是探討輻射傷害、組織修復及腫瘤微環境病理變化的基礎。