一、細胞外基質之組成與功能
細胞外基質 (Extracellular matrix; ECM)主要成分可分為三類 (圖 1-4): ( 一 ) 纖 維 結 構 蛋 白 : 包 括 膠 原 蛋 白 (collagen) 、 彈 性 蛋 白 (elastin)、基膜粘連蛋白 (laminin)，和纖維醣連蛋白 (fibronectin)。其 中膠原蛋白為最重要的成分。這些蛋白為巨長的大分子，形成堅韌的 三股螺旋結構纖維。(二)多醣: 透明質酸 (hyaluronan)。(三)蛋白多醣:
含有糖胺多糖的糖蛋白與硫酸肝素的糖蛋白。其功能包括提供細胞的 固定與支持作用，以及調節細胞間的溝通。而細胞與細胞外基質結合 處含有許多黏附因子如粘合素 (integrin)可以傳遞細胞與細胞間各項 訊息。
在胚胎發育和組織修復等過程中，細胞會釋放一些蛋白分解酵 素 ， 分 為 四 類 : ( 一 ) 基 質 金 屬 蛋 白 酶 (matrix metalloproteinase, MMP )，(二)Serine 蛋白酶，如:纖溶酶原激活物 (plasminogen activator , PA)、plasmin 等，(三) cysteien 蛋白酶，cathepsin B、cathepsin L，(四) aspartyl 蛋白酶，cathepsin D，皆能將 ECM 分解，因此適量的蛋白分 解酵素可以維持正常的生理功能，但是，當蛋白分解酵素的分泌過量 時，會導致疾病的發生，例如發炎反應、血管新生 (angiogenesis)、
心血管疾病、動脈粥狀硬化的過程 (Galis & Khatri ., 2002)、癌細胞 的生長、轉移和入侵等，都和蛋白分解酵素過度表現有關。
資料來源: (http://www.bbioo.com) 圖 1-4. 細胞外基質的組成
二、癌細胞轉移
造成乳癌患者的死亡原因大都是癌細胞轉移至其他組織和器 官所引起，癌細胞的轉移過程是相當複雜的，包括細胞的黏附 (adhesion)、侵入 ( invasion)、遷移 (migration) (Liotta et al., 1986)，
癌細胞轉移過程中需要蛋白分解酶分解細胞外基質 (extracellular matrix ; ECM) (Stetler-Stevenson et al., 1993)，癌細胞通過 ECM 後 經由淋巴系統或血液循環轉移至其他組織 (圖 1-5)。
圖 1-5. 癌細胞的轉移過程
第四節 基質金屬蛋白酶和轉移的相關性
許多研究顯示金屬蛋白酶 (matrix metalloproteinase ; MMPs)為主 要扮演分解細胞外基質的角色，圖 1-6為其結構 (Egeblad and Werb ., 2002)。
癌細胞侵入淋巴管 或淋巴結
癌細胞經由血液 循環至其他組織 穿出血管
轉移性癌 血
管
癌細胞穿出血管 細胞外基質
癌細胞
(Egeblad and Werb., 2002) 圖1-6. MMPs的結構
依據在ECM成分中MMPs可被分成不同的種類 (Mook et al., 2004)，另外有其他未被分類的蛋白分解酵素 (Creemers et al., 2001;
表1-4)。
(1) 膠原蛋白酶 (Collagenases)
這 類 分 解 酶 主 要 降 解 纖 維 型 的 膠 原 蛋 白 ， 包 括 interstitial collagenase (MMP-1) 、 neutrophil collagenase, collagenase-2 (MMP-8)主要降解type I collagenase，collagenase-3 (MMP-13)為降 解 type I I collagenase，另外還有collagenase-4 (MMP-18)。
(2) 明膠分解酶 (Gelatinases)
這類的分解酶主要降解type IV collagen，其富含於基底膜中，
譬如gelatin A (MMP-2)與gelatin B (MMP-9)。Gelatinases的催化位 domain含有三種胜肽序列，其結構與fibronectin一致，當gelatinases 活化時，而能結合fibronectin並將其進行分解。
(3) 基質溶解素 (Stromelysins)
包 含 stromelysin-1 (MMP-3) 、 stromelysin-2 (MMP-10) 、 stromelysin-3 (MMP-11) ， 可 以 降 解 許 多 不 同 的 ECM 的 基 質 (Chambers et al;1997; Duffy et al; 1998)，如proteoglycans (core protein)以及非膠原蛋白的laminin與fibronectin等。
(4) 細胞膜類基質金屬蛋白酶 (Membrane-type MMPs)
這 一 類 型 的 基 質 金 屬 蛋 白 酶 會 鍵 結 在 細 胞 膜 上 ， 包 含 MT1-MMP (MMP-14) 、 MT2-MMP (MMP-15) 、 MT3-MMP (MMP-16)和MT4-MMP (MMP-17)等，能分解膠原蛋白，並且幫 助某些MMP的活化，例如：MT1-MMP被發現可活化MMP-2和 MMP-13 (Sato et al., 1994；Knauper et al., 1996)。
(5) Matrilysin
Matrilysin-1 (MMP-7) 、matrilysin-2 (MMP-26)。Matrilysin由 於缺乏haemopexin-like domain與一般MMPs應具有的區塊，所以 這些酵素能水解多種的基質，像是fibronectin、laminin、casein與 gelatin (Beaudeux et al., 2004)。