醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用培訓(xùn)課件

1、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用細(xì)胞外基質(zhì)extracellular matrix, ECM：是細(xì)胞分泌到細(xì)胞外空間的 分泌蛋白和多糖 構(gòu)成的 精密有序的 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成 細(xì)胞外基質(zhì)的 大分子 種類繁多，大致分為三類：糖胺聚糖與蛋白聚糖；膠原和彈性蛋白；非膠原糖蛋白：纖連蛋白 和 層粘連蛋白細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用2細(xì)胞外基質(zhì)extracellular matrix, ECM從結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式上，細(xì)胞外基質(zhì) 主要由 凝膠樣基質(zhì) 和纖維網(wǎng)架 構(gòu)成凝膠樣基質(zhì)：糖胺聚糖、蛋白聚糖纖維網(wǎng)架：膠原、彈性蛋白黏著

2、作用：纖連蛋白、層粘連蛋白細(xì)胞外基質(zhì)含量 因組織種類而不同，上皮、肌組織、腦 等含量較少； 結(jié)締組織中 細(xì)胞外基質(zhì) 含量最大細(xì)胞外基質(zhì)的 組分、組裝形式 由其產(chǎn) 生細(xì)胞決定，并與組織細(xì)胞的 特殊功能 需要 相適應(yīng)；如 角膜的 透明柔軟片層 細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì) 不僅支持、連接、保水、 保護(hù)，對細(xì)胞行為產(chǎn)生全方位的影響細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用3從結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式上，細(xì)胞外基質(zhì) 主要由 凝膠樣基質(zhì) 和纖維網(wǎng)架糖胺聚糖與蛋白聚糖糖胺聚糖 glycosaminoglycan, GAG 與 蛋白聚糖proteoglycan, PG 是一些 高分子量的 含糖化合物，

3、構(gòu)成細(xì)胞外高度親水的凝膠，賦予組織良好的彈性和抗壓性糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的直鏈多糖糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的直鏈多糖，過去稱“黏多糖” 二糖單位之一：氨基己糖（N-乙酰氨基葡萄糖 / N-乙酰氨基半乳糖）另一個 二糖單位：糖醛酸（葡萄糖醛酸 / 艾杜糖醛酸）因糖殘基上常有硫酸基團(tuán)、羧基，故呈強(qiáng)負(fù)電性細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用4糖胺聚糖與蛋白聚糖細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞據(jù)糖殘基的性質(zhì)、連接方式、硫酸化數(shù)量和存在的部位，可分為六種：透明質(zhì)酸 hyaluronic acid, HA 硫酸軟骨素 chondroitin sul

4、fate, CS 硫酸皮膚素 dermatan sulfate, DS 硫酸乙酰肝素 heparan sulfate, HS 肝素 heparin 硫酸角質(zhì)素 keratan sulfate, KS細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分透明質(zhì)酸硫酸軟骨素硫酸皮膚素硫酸乙酰肝素滑液、玻璃體醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用5據(jù)糖殘基的性質(zhì)、連接方式、硫酸化數(shù)量和存在的部位，可分為六種透明質(zhì)酸 是氨基聚糖中 結(jié)構(gòu)最簡單的一種，其二糖單位是 N-乙酰氨基葡萄糖 和 葡萄糖醛酸500025 000個二糖重復(fù)單位排列構(gòu)成，不發(fā)生硫酸化透明質(zhì)酸的糖醛酸的羧基 帶有大量負(fù)電荷，其相斥作用使整個分子伸展膨脹，占據(jù)

5、很大的空間其表面有大量親水基團(tuán)，可結(jié)合大量水分子，形成凝膠；一個透明質(zhì)酸分子 可以占據(jù)1000倍于自身分子的空間在有限的空間可產(chǎn)生 膨脹壓，賦予組織良好的 彈性和抗壓性透明質(zhì)酸 是種重要的糖胺聚糖，在組織創(chuàng)傷、早期胚胎中尤為豐富，促進(jìn)細(xì)胞遷移和增殖；是胚胎發(fā)育早期的空間填充物，用于定形，如 心臟形成；作為關(guān)節(jié)液的重要成分，有潤滑作用任務(wù)完成后，可被透明質(zhì)酸酶 降解細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用6透明質(zhì)酸 是氨基聚糖中 結(jié)構(gòu)最簡單的一種，其二糖單位是 N-蛋白聚糖是由糖胺聚糖和核心蛋白共價結(jié)合形成的高分子量復(fù)合物1.蛋白聚糖的分子結(jié)構(gòu)蛋白聚糖 proteog

6、lycan, PG 是由 糖胺聚糖（透明質(zhì)酸 除外）與 核心蛋白 共價形成的 高分子復(fù)合物，是含糖量極高的糖蛋白其分子量大，含糖量高，可達(dá)分子量的95%核心蛋白 為單鏈多肽，一條核心蛋白 分子上 可連接1100條以上 糖胺聚糖 （相同或不同的 糖胺聚糖；糖鏈一般 較短，300個糖基以下），形成 蛋白聚糖單體細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分虛線框內(nèi) 蛋白聚糖單體醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用7蛋白聚糖是由糖胺聚糖和核心蛋白共價結(jié)合形成的高分子量復(fù)合物細(xì)若干個 蛋白聚糖單體 通過 連接蛋白 linker protein，以 非共價鍵 與透明質(zhì)酸 結(jié)合，形成 蛋白聚糖多聚體軟骨中的蛋白聚糖復(fù)合

7、體 是已知最巨大分子，其 糖胺聚糖 為硫酸軟骨素 和 硫酸角質(zhì)素，分子量 高達(dá)數(shù)百萬，長達(dá)幾微米，使軟骨具有良好 彈性、抗壓性細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分軟骨細(xì)胞醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用8若干個 蛋白聚糖單體 通過 連接蛋白 linker prot細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用9細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的2.蛋白聚糖是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成并裝配的核心蛋白 在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 核糖體上合成，多糖側(cè)鏈 在高爾基復(fù)合體中 裝配到 核心蛋白上蛋白聚糖 單體裝配時，首先一個 專一的四糖(Xyl-Gal-Gal-GlcUA) 結(jié)合

8、到 核心蛋白 的絲氨酸殘基上；然后在 糖基轉(zhuǎn)移酶 作用下，一個個糖基依次 加上，形成 糖胺聚糖 糖鏈細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用102.蛋白聚糖是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成并裝配的細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分蛋白聚糖的顯著特點(diǎn)多態(tài)性：核心蛋白 氨基酸序列不同、糖鏈 長度和成分不同；功能也因此各有不同細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用11蛋白聚糖的顯著特點(diǎn)多態(tài)性：核心蛋白 氨基酸序列不同、糖鏈有些蛋白聚糖 是質(zhì)膜的整合蛋白，如 黏結(jié)蛋白聚糖 syndecan，存在于 成纖維細(xì)胞 和 上皮細(xì)胞 質(zhì)膜中；其 核心蛋白 以跨膜糖蛋白的方式 嵌入

9、質(zhì)膜；其胞外區(qū)的 硫酸軟骨素、硫酸類肝素 的GAG糖鏈，與其他細(xì)胞外基質(zhì)成分，如 膠原、纖連蛋白，信號分子 結(jié)合其 胞內(nèi)區(qū) 肽段 與膜下 細(xì)胞骨架及細(xì)胞皮層的 信號蛋白分子 相互作用，可 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì) 結(jié)合、 或 細(xì)胞內(nèi)外 信息 溝通細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用12有些蛋白聚糖 是質(zhì)膜的整合蛋白，如 黏結(jié)蛋白聚糖 synde糖胺聚糖與蛋白聚糖的功能糖胺聚糖與蛋白聚糖 普遍存在于動物各種組織中，結(jié)締組織含量最高1.使組織具有彈性和抗壓性2.對物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有選擇滲透性糖基縱橫交錯、高度親水、具有負(fù)電性，構(gòu)成高度水化孔膠樣物；孔的大小和電荷密度，可調(diào)節(jié)對分

10、子和細(xì)胞的通透性，具有分子篩的作用；如 腎小球基底膜中 硫酸軟骨素蛋白聚糖 對原尿的生成 具有篩濾作用3.角膜中蛋白聚糖具有透光性 硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素，高度硫酸化，使基質(zhì)脫水變得致密；阻止血管的形成，使角膜柔軟、具有透光性；角質(zhì)化亦有保護(hù)作用4.糖胺聚糖有抗凝血作用細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用13糖胺聚糖與蛋白聚糖的功能細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物肝素蛋白聚糖可與某些凝血因子結(jié)合而具有抗凝血作用；肝素蛋白聚糖 常以單體形式存在，由靠近血管的肥大細(xì)胞分泌產(chǎn)生，并貯存于肥大細(xì)胞的顆粒中，受到刺激時，釋放入血液，結(jié)合凝血酶，抑制凝血因子的作用，抗凝

11、血5.細(xì)胞表面的蛋白聚糖有傳遞信息作用如成纖維細(xì)胞與表皮細(xì)胞表面的黏結(jié)蛋白聚糖6.糖胺聚糖和蛋白聚糖與組織老化有關(guān)胚胎發(fā)育期，透明質(zhì)酸合成旺盛，胎兒皮膚中的透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素含量是成人20倍； 隨年齡增大 逐漸減少，逐漸被 硫酸皮膚素 所取代關(guān)節(jié)軟骨中的蛋白聚糖 隨年齡增加 逐漸減少，硫酸軟骨素 被硫酸角質(zhì)素 逐漸取代隨個體衰老，蛋白聚糖的 糖鏈比例下降，組織的保水性 及 彈性減弱糖胺聚糖的陰離子可結(jié)合鈣離子，在組織的鈣化、骨鹽沉積中起重要作用細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用14肝素蛋白聚糖可與某些凝血因子結(jié)合而具有抗凝血作用；肝素蛋白聚糖胺聚糖和蛋白聚糖

12、與疾病糖胺聚糖和蛋白聚糖的代謝異常與許多疾病有關(guān)；蛋白聚糖的降解 可在一系列 細(xì)胞外酶 或溶酶體酶 催化下進(jìn)行基因突變 引起的缺乏降解 糖胺聚糖 的酶(如 糖苷酶、硫酸酯酶)，將導(dǎo)致 糖胺聚糖、蛋白聚糖 及降解中間產(chǎn)物的 體內(nèi)一定部位堆積，形成 黏多糖累積病 mucopolysaccharidoses，如 Hunter綜合癥動脈粥樣硬化 患者的 血管內(nèi)皮細(xì)胞 表面 硫酸乙酰肝素、硫酸軟骨素 含量下降，硫酸皮膚素 蛋白聚糖 含量升高，容易與 低密度脂蛋白 結(jié)合，導(dǎo)致 脂類的血管壁沉積糖胺聚糖變化和蛋白聚糖 異常表達(dá)，對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移 有重要意義； 一些腫瘤的透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素 增多，抑

13、制細(xì)胞分化，有利于 細(xì)胞遷移、增殖許多癌組織 硫酸乙酰肝素 硫酸化程度下降，為腫瘤增殖、脫落、侵襲、轉(zhuǎn)移 提供了條件細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用15糖胺聚糖和蛋白聚糖與疾病細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物膠原與彈性蛋白膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中的骨架結(jié)構(gòu)膠原 collagen 是動物體內(nèi) 高度特化的 纖維蛋白家族，是人體內(nèi) 含量最豐富的 蛋白質(zhì)，占蛋白總量的 25%30%膠原遍布于 各種器官和組織，在結(jié)締組織中 含量最豐富，是細(xì)胞外基質(zhì)的框架結(jié)構(gòu)膠原 由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、某些上皮細(xì)胞 合成并分泌到 細(xì)胞外細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分Human co

14、llagen fibers 膠原(橫切面 電鏡)成纖維細(xì)胞醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用16膠原與彈性蛋白細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分Human colla1.膠原的分子結(jié)構(gòu)膠原分子 為三股螺旋(triple helix)結(jié)構(gòu)，3條多肽鏈 盤繞而成，長300nm，直徑1.5nm，稱：原膠原人類 每條肽鏈約1050 aa，其中Gly占1/3，同時富含 Pro和Lys，這2種氨基酸經(jīng)常羥基化形成Hypro和Hylys，Lys 選擇性糖基化肽鏈中的氨基酸 組成規(guī)律的三肽重復(fù)序列Gly-X-Y，X多為Pro，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定螺旋構(gòu)象；Y可為任一氨基酸，多為Hy-pro或Hy-lys；甘氨酸(G

15、ly)是最小氨基酸，使肽鏈卷曲成規(guī)律的-螺旋，適于在緊密的三股螺旋中心肽鏈的羥基化與糖基化 使肽鏈交聯(lián)，形成穩(wěn)定的3-螺旋結(jié)構(gòu)細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分長300nm，直徑1.5nm醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用171.膠原的分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分長300nm，直徑2.膠原的類型鏈?zhǔn)?原膠原 的基本亞單位，目前已發(fā)現(xiàn)人基因組中有42個編碼鏈的基因，每種鏈由一種基因編碼，各種不同鏈以不同方式組合成不同類型膠原每型膠原由3條相同或不同的鏈構(gòu)成，如 I型膠原 是異源三聚體：1(I)22(I)，分布于 肌腱、皮膚、骨、韌帶，形成較粗的纖維束，具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度II型膠原 是同源三聚

16、體：1(II)3，存在于軟骨中III型膠原 是同源三聚體：1(III)3，存在于 皮膚、肌肉、結(jié)締組織，在血管壁和各種軟組織或器官間質(zhì)形成微細(xì)的纖維網(wǎng)，常與I型共分布IV型膠原 異源三聚體：1(IV)2 2(IV) ，僅存于 基底膜，形成 二維網(wǎng)絡(luò)樣結(jié)構(gòu)目前發(fā)現(xiàn)的 膠原類型 只有 27種，分布有一定組織特異性細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用182.膠原的類型細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基3.膠原的合成裝配與降解膠原由結(jié)締組織的 成纖維細(xì)胞、間充質(zhì)來源的 成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、各種上皮細(xì)胞、牙本質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)組織的 雪旺氏細(xì)胞等合成分泌膠原分子的

17、基因很大，約3040kb；人1(I)鏈的基因 含51個 外顯子，多數(shù) 外顯子由54個或54倍數(shù)個 核苷酸組成；推測 I、 II、 III型膠原 鏈的基因 是由編碼54個核苷酸的 原始基因 復(fù)制演化而來； IV型膠原 跟前三者差別較大膠原在細(xì)胞內(nèi)的合成膠原的合成、組裝 始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在高爾基體進(jìn)行修飾，最后在細(xì)胞外組裝成 膠原纖維首先在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上 合成前鏈(pro- chains) ；前鏈除了含信號肽，在其N端與C端 還各有一段不含Gly-X-Y的前肽序列新合成的前鏈進(jìn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，切去信號肽，Pro和Lys 被羥化成 細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作

18、用193.膠原的合成裝配與降解細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物Hypro和Hylys；一些Hylys被部分糖基化(完全糖基化修飾 在高爾基復(fù)合體完成)；3條 前鏈 C端前肽 形成 二硫鍵交聯(lián)，使3條前鏈 對齊，從C端向N端 聚合成 帶前肽的三股螺旋結(jié)構(gòu)前膠原 procollagen前膠原分子 囊泡運(yùn)進(jìn)高爾基體，進(jìn)一步糖基化修飾，被包入分泌小泡，分泌到 細(xì)胞外膠原在細(xì)胞外的裝配在分泌過程中，前膠原分子 一旦暴露于細(xì)胞外，就被組織中依賴Zn2+的前膠原N-蛋白酶和前膠原C-蛋白酶切去N端和C端的前肽序列，兩端各保留一小段非螺旋的端肽區(qū)，形成原膠原分子 原膠原分子 在細(xì)胞外 階梯式有序排列，相鄰

19、原膠原分子相錯1/4 長度(約67nm)，前后分子 首尾相隔 35nm，自我裝配成 明暗相間、直徑10300 nm，長150nm的膠原原纖維 collagen fibril細(xì)胞外基質(zhì)中，膠原原纖維 常聚集成束，形成直徑 數(shù)微米、光鏡下可見的 膠原纖維 collagen fiber細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用20Hypro和Hylys；一些Hylys被部分糖基化(完全糖基前鏈的合成選擇性羥基化選擇性糖基化3條鏈的自組裝三螺旋的前膠原分子形成分泌前肽的剪接自組裝成膠原原纖維聚集成膠原纖維二硫鍵膠原的合成裝配（I-III型）前肽細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞

20、生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用21前鏈的合成選擇性羥基化選擇性糖基化3條鏈的自組裝三螺旋的共價鍵螺旋膠原分子在細(xì)胞外基質(zhì)組裝： 相鄰分子相錯1/4長度，約67nm，前后分子相距約35nm，聚合形成 明暗相間的 膠原原纖維細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用22共價鍵螺旋膠原分子在細(xì)胞外基質(zhì)組裝： 細(xì)胞外基質(zhì)的主膠原的合成裝配（I-III型）前鏈(pro-chains)，帶有 信號肽 和 前肽 propeptide（不含 Gly-X-Y 結(jié)構(gòu)） 去除信號肽; 選擇性羥基化、糖基化 C-端前肽借二硫鍵形成鏈間交聯(lián)，使3條對齊排列，3條 鏈 以氫鍵相連，形成三股

21、螺旋，前肽部分不螺旋，即前膠原(pro-collagen) 分泌到細(xì)胞外; 去除前肽; 相鄰分子 相錯1/4長度，約67nm，前后分子 相距約35nm，聚合形成 明暗相間的纖維，即膠原原纖維(collagen fibril) 細(xì)胞外基質(zhì)中聚集成束，形成膠原纖維(collagen fiber)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體細(xì)胞外細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用23膠原的合成裝配（I-III型）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體細(xì)胞外細(xì)胞外基IV型膠原： 三股肽鏈不含 規(guī)則的(Gly-x-y) 三肽重復(fù)序列IV型膠原構(gòu)成基膜骨架不形成連續(xù) 螺旋三鏈結(jié)構(gòu)（只形成松散三股螺旋）前膠原分子的前肽不被

22、切除C-端“頭對頭”形成二聚體幾個二聚體再交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成基膜的骨架細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用24IV型膠原： 三股肽鏈不含 規(guī)則的(Gly-x-y) 三細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用25細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用26細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的膠原的降解膠原的更新轉(zhuǎn)換很慢，成年人骨中的膠原分子，半衰期達(dá)10年；一般的蛋白質(zhì)半衰期為數(shù)小時或數(shù)天；創(chuàng)傷修復(fù)或炎癥反應(yīng)初期，膠原轉(zhuǎn)換

23、率加快，伴有膠原類型的轉(zhuǎn)變膠原分子可被膠原酶collagenase降解，膠原酶的活化與抑制 調(diào)節(jié)膠原的轉(zhuǎn)換率；創(chuàng)傷組織、癌變組織有活化的膠原酶；蛋白酶、纖溶酶，糖皮質(zhì)激素，均可誘導(dǎo)、活化 膠原酶結(jié)締組織 合成膠原酶抑制劑；雌二醇、黃體酮 抑制子宮膠原降解4.膠原的功能膠原在不同組織中行使不同功能皮下結(jié)締組織中，抵抗拉力；肌腱 很強(qiáng)韌性，承受巨大拉力；骨、角膜 膠原呈膠合板樣多片層，透明而又有一定強(qiáng)度；III型膠原 纖維網(wǎng)，包繞 腺泡、肌肉；IV型膠原 基底膜 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用27膠原的降解細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基

24、質(zhì)膠原與細(xì)胞外基質(zhì)各種成分結(jié)合，組織細(xì)胞外基質(zhì)，結(jié)合細(xì)胞表面受體，連接組織、器官膠原與細(xì)胞的增殖和分化有關(guān)人體細(xì)胞絕大多數(shù)是 貼附依賴性細(xì)胞，膠原為主的細(xì)胞外基質(zhì)為細(xì)胞提供貼附、鋪展，并刺激細(xì)胞增殖的作用膠原能誘導(dǎo)細(xì)胞分化，在不同膠原上，干細(xì)胞被誘導(dǎo)成不同類型細(xì)胞：I型膠原：成纖維細(xì)胞、II型膠原：軟骨細(xì)胞、IV型膠原：上皮細(xì)胞哺乳動物在發(fā)育的不同階段表達(dá)不同類型的膠原胎兒皮膚表達(dá) 大量型膠原，隨著發(fā)育 漸被I型膠原 取代；皮膚損傷后的修復(fù)， 型膠原 含量上升成熟組織 膠原穩(wěn)定，在炎癥初期和創(chuàng)傷修復(fù)時，膠原表達(dá)呈現(xiàn)胚胎特點(diǎn)：膠原分子間缺乏交聯(lián)人體衰老，膠原分子交聯(lián)增多，膠原纖維結(jié)構(gòu)變得緊密，導(dǎo)

25、致人體組織變得僵硬細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用28膠原與細(xì)胞外基質(zhì)各種成分結(jié)合，組織細(xì)胞外基質(zhì)，結(jié)合細(xì)胞表面受5.膠原與疾病各組織中 膠原的含量、結(jié)構(gòu)、類型、比例、代謝 異常均可導(dǎo)致 膠原病 collagen disease維生素C缺乏 導(dǎo)致壞血病膠原形成過程中，鏈的 羥基化和糖基化，是肽鏈間 交聯(lián)形成穩(wěn)定 3 -螺旋 的必須條件，此過程需要酶和多種輔助因子(Vc、Fe2+、-酮戊二酸)的參與。缺乏 輔助因子，羥化受阻，分子交聯(lián)失敗，導(dǎo)致 非羥化的鏈 在細(xì)胞內(nèi)被降解，皮膚、血管變脆壞血病遺傳性膠原病膠原分子基因突變導(dǎo)致 表達(dá)和裝配的異常遺傳性膠原病如：成

26、骨發(fā)育不全綜合癥，是I型膠原 合成障礙，骨骼發(fā)育不良，四肢短小，畸形，易骨折，甚至早夭II型膠原 基因突變 導(dǎo)致軟骨異常，骨和關(guān)節(jié)發(fā)育異常，身材矮小細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用295.膠原與疾病細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基愛-唐綜合癥，膠原基因突變，缺乏切除前肽的酶，使膠原不能組裝成高度有序的纖維，骨骼、肌腱缺乏剛性，關(guān)節(jié)活動過度，皮膚、肌腱、血管 變脆膠原表達(dá)過度，可造成肝、肺、皮膚 病理性纖維化；從正常含量的5%10%上升到50%免疫性膠原病人體免疫組織在正常狀況下，對自身的膠原組織有免疫耐受性；此特性喪失 導(dǎo)致自身免疫性膠原組織損

27、傷，如 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、慢性腎炎等；免疫復(fù)合物 在膠原組織沉積，可引起炎癥反應(yīng)細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用30愛-唐綜合癥，膠原基因突變，缺乏切除前肽的酶，使膠原不能組裝彈性蛋白是構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)中彈性纖維網(wǎng)絡(luò)的主要成分彈性蛋白 elastin 是構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)中 彈性纖維網(wǎng)絡(luò)的主要成分，是高度疏水的非糖基化纖維蛋白，分布于 皮膚、大動脈、肺等約含750aa，富含脯氨酸、甘氨酸，很少羥基化，不含羥賴氨酸，無糖基化修飾細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分肽鏈不含Gly-x-y 三肽重復(fù)序列，不形成三股螺旋，而呈無規(guī)則的卷曲肽鏈主要由 兩類短肽 交替排列：疏水性短肽，賦與

28、分子彈性；螺旋短肽，富含丙氨酸、賴氨酸，在相鄰分子間形成交聯(lián)每種短肽各由一個外顯子編碼Elastic fiberSingle elastin molecule交聯(lián)鍵醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用31彈性蛋白是構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)中彈性纖維網(wǎng)絡(luò)的主要成分細(xì)胞外基質(zhì)的細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分彈性蛋白 以可溶性 原彈性蛋白tropoelastin 的形式，分泌到細(xì)胞外，并通過賴氨酸殘基之間 相互交聯(lián) 裝配形成 彈性纖維網(wǎng)彈性蛋白的無規(guī)則卷曲和高度交聯(lián)，使之彈性伸長、回縮 能力強(qiáng)，比同樣截面的橡皮條 彈性高5倍膠原纖維與彈性纖維 相互交織，限制伸展程度，防止組織斷裂彈性蛋白的降解 主要由 彈性

29、蛋白酶elastase 催化彈性纖維elastic fiber 并非單純由彈性蛋白構(gòu)成，彈性蛋白表面 包饒 一層糖蛋白組成的 微原纖維microfibrils，其中較大的糖蛋白原纖維蛋白fibrillin 是保持 彈性纖維完整 所必需的成分；其 基因突變，可導(dǎo)致 馬凡氏綜合癥Marfans syndrome：病變累及含彈性纖維的組織，骨骼及關(guān)節(jié)畸形，身材異常瘦長，嚴(yán)重者 主動脈易破裂彈性蛋白 是動脈中含量最高的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，占主動脈 干重50%，其基因突變 可導(dǎo)致動脈壁 平滑肌細(xì)胞過度增殖，引起動脈狹窄老年組織中，彈性蛋白生成減少，降解增強(qiáng)，組織失去彈性醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相

30、互作用32細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分彈性蛋白 以可溶性 原彈性蛋白tro細(xì)胞外基質(zhì)中的非膠原性糖蛋白非膠原性糖蛋白 共同特點(diǎn)：既與細(xì)胞結(jié)合，又與細(xì)胞外基質(zhì)其他分子結(jié)合，故而使 細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì) 相互黏著，是 細(xì)胞外基質(zhì)中的 黏合蛋白目前發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種 這類 黏合糖蛋白，在結(jié)構(gòu)上 具有多個結(jié)構(gòu)域，結(jié)合細(xì)胞或其他細(xì)胞外基質(zhì)；它們是細(xì)胞外基質(zhì)的組織者，對細(xì)胞存活、形態(tài)、黏著、鋪展、遷移、增殖、分化 有直接影響研究的最清楚的兩種是：纖連蛋白、層粘連蛋白纖連蛋白廣泛存在于動物組織中纖連蛋白fibronectin, FN 最早發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞外基質(zhì) 非膠原糖蛋白，廣泛存在于人和動物組織中，是高分子量 糖蛋白，因組織

31、不同、分化不同 而 糖含量：4.5% 9.5%細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用33細(xì)胞外基質(zhì)中的非膠原性糖蛋白細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞纖連蛋白 有兩種存在形式：可溶性 纖連蛋白，存在于 血漿、各種體液，主要由肝實質(zhì)細(xì)胞 分泌產(chǎn)生，稱：血漿纖連蛋白不溶性 纖連蛋白，存在于細(xì)胞外基質(zhì)(包括 基底膜)、細(xì)胞表面，由 間質(zhì)細(xì)胞 分泌產(chǎn)生，稱：細(xì)胞纖連蛋白1.纖連蛋白的分子結(jié)構(gòu)各種纖連蛋白 均由相似的 亞單位(分子量220250kD)組成；血漿纖連蛋白 由兩條相似的 肽鏈形成 二聚體dimer(450kD)，兩條肽鏈在C端 形成二硫鍵交聯(lián)，呈V字形；細(xì)胞纖連蛋

32、白 為二聚體 交聯(lián)形成的 多聚體人體中 纖連蛋白亞基有20多種，是同一基因編碼，轉(zhuǎn)錄后拼接不同形成的 多種異型分子，具有不同生物學(xué)功能不同組織來源的纖連蛋白亞單位 在結(jié)構(gòu)上稍有差別，每條肽鏈2450個左右aa，構(gòu)成56個桿狀有特定功能的 結(jié)構(gòu)域，結(jié)構(gòu)域之間的短肽可以折細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用34纖連蛋白 有兩種存在形式：細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生 曲，對蛋白酶敏感；可通過胰蛋白酶水解，分離 結(jié)構(gòu)域 進(jìn)行研究研究證明，不同結(jié)構(gòu)域 含不同大分子結(jié)合位點(diǎn)，與不同生物大分子或細(xì)胞表面受體結(jié)合，是多功能分子纖連蛋白 可結(jié)合：各型膠原、肝素、 凝血因子、

33、 纖維蛋白，細(xì)胞表面 整聯(lián)蛋白等纖連蛋白的肽鏈中 具有三肽序列 Arg-Gly-Asp (RGD)，是細(xì)胞表面 各種FN受體 識別并結(jié)合 最小單位， 但并非FN所特有纖連蛋白 在細(xì)胞表面的受體，是 整聯(lián)蛋白家族成員細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分FN電鏡人的FN分子：含有兩條相似多肽，兩多肽由C端 兩條 二硫鍵相連 醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用35 曲，對蛋白酶敏感；可通過胰蛋白酶水解，分離 結(jié)構(gòu)域2.纖連蛋白的功能纖連蛋白 與細(xì)胞的形狀、黏著、遷移、增殖、分化 及創(chuàng)傷修復(fù)、腫瘤轉(zhuǎn)移 均關(guān)系密切介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏著纖連蛋白分子的多結(jié)構(gòu)域以及排列特點(diǎn)，使它同時跟多種細(xì)胞外基質(zhì) 生

34、物大分子結(jié)合，并介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞之間的相互黏著通過與 黏著斑的作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞的形狀、細(xì)胞骨架的裝配，促進(jìn)細(xì)胞鋪展，加速細(xì)胞的增殖和分化纖連蛋白與細(xì)胞的遷移細(xì)胞的遷移 依賴于細(xì)胞的黏附、去黏附，細(xì)胞骨架的組裝、去組裝在 黏著斑 處，整合素通過纖連蛋白 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì) 黏附；并通過 黏著斑的 形成與解離，影響 細(xì)胞骨架的 組裝與去組裝，促進(jìn) 細(xì)胞的 遷移運(yùn)動細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用362.纖連蛋白的功能細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞胚胎發(fā)育早期，細(xì)胞分泌的大量 纖連蛋白，促進(jìn)細(xì)胞遷移；如果注射 纖連蛋白抗體、或含RGD序列的短

35、肽 競爭結(jié)合，就阻斷 細(xì)胞遷移纖連蛋白在組織創(chuàng)傷修復(fù)中的作用血漿中的 纖連蛋白 能促進(jìn)血液凝固、傷口面的修復(fù)在組織創(chuàng)傷修復(fù)中，血漿纖連蛋白結(jié)合血漿中纖維蛋白，在傷口處 吸引 成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞 向傷口遷移，形成 肉芽組織，然后形成 瘢痕；同時刺激上皮細(xì)胞增生，修復(fù)創(chuàng)面細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用37胚胎發(fā)育早期，細(xì)胞分泌的大量 纖連蛋白，促進(jìn)細(xì)胞遷移；如果注3.纖連蛋白與疾病血漿纖連蛋白 主要來自肝細(xì)胞，少量來自 血管內(nèi)皮細(xì)胞，當(dāng)肝壞死、重度肝炎、肝硬化、肝癌時，血漿纖連蛋白顯著降低，血液凝固、創(chuàng)傷修復(fù)受到一定影響纖連蛋白 與腎小球腎炎 有

36、關(guān)，腎小球基底膜中 含有大量 纖連蛋白，當(dāng)DNA、金黃色葡萄球菌、鏈球菌、膠原、纖維蛋白 的降解產(chǎn)物，直接或以 免疫復(fù)合物的形式，與纖連蛋白結(jié)合，沉積在腎小球基底膜上，引起腎小球腎炎而血漿中纖連蛋白 與上述降解產(chǎn)物、免疫復(fù)合物 結(jié)合，被巨噬細(xì)胞表面受體識別 而清除，對腎臟起保護(hù)作用在創(chuàng)傷修復(fù)中，局部 纖連蛋白過度表達(dá)，導(dǎo)致 瘢痕過度形成惡性腫瘤細(xì)胞表面的 纖連蛋白受體異常，細(xì)胞黏著能力下降，使細(xì)胞容易分散、轉(zhuǎn)移細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用383.纖連蛋白與疾病細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用培訓(xùn)課件層

37、粘連蛋白是基膜的主要成分層粘連蛋白 laminin, LN 是胚胎發(fā)育過程中 出現(xiàn)最早的 細(xì)胞外基質(zhì)成分，也是 基底膜 主要結(jié)構(gòu)組分之一1.層粘連蛋白的分子結(jié)構(gòu)是一種 高分子量 糖蛋白，含糖量1528%； 820850kD，70nm 長由、 三條不同肽鏈 組成的異三聚體，一條重鏈 與兩條輕鏈 、 借二硫鍵相連，呈 不對稱十字結(jié)構(gòu)：三條短臂(N-端)、一條長臂。細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分-鏈球形結(jié)構(gòu)域纏繞的 -螺旋結(jié)構(gòu)域 domain -鏈-鏈醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用40層粘連蛋白是基膜的主要成分細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分-鏈球形 三條短臂 由三條肽鏈的N端序列構(gòu)成，、 短臂上有

38、 2個球形結(jié)構(gòu)域 和一個短桿區(qū)；短臂上有 23個球形結(jié)構(gòu)域 及2個短桿區(qū)；長臂由3條肽鏈的 近C端肽鏈形成，鏈的C端 肽鏈高度卷曲 形成膨大球狀結(jié)構(gòu)，是肝素結(jié)合區(qū)層粘連蛋白分子 存在多個不同結(jié)構(gòu)域，可與IV型膠原、硫酸乙酰肝素、肝素、腦苷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂 等細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合，以RGD序列結(jié)合整合素已證明 層粘連蛋白 至少有 8個 與細(xì)胞結(jié)合的位點(diǎn)，可與 上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元、神經(jīng)鞘細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等 結(jié)合；層粘連蛋白上 還有與 化膿性鏈球菌等 原核細(xì)胞結(jié)合的位點(diǎn)層粘連蛋白 由附著在 基底膜上的 上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞，基底膜包繞的肌細(xì)胞 分泌產(chǎn)生層粘連蛋白是個 蛋白質(zhì)大家族，已鑒定出

39、5種鏈、4種鏈、3種鏈；15種 不同的 層粘連蛋白分子；分布具有組織特異性，不同發(fā)育階段也表達(dá)不同分子；laminin8 在血管內(nèi)皮、肌細(xì)胞基膜、胚胎中，表達(dá)豐富細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用41 三條短臂 由三條肽鏈的N端序列構(gòu)成，、 短臂上2.層粘連蛋白的功能層粘連蛋白是 基底膜的 主要成分，構(gòu)建組裝 基底膜的 基本框架層粘連蛋白上 有RGD三肽序列，可被 上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞、多種腫瘤細(xì)胞 識別結(jié)合，從而將細(xì)胞固定在 基底膜上，促進(jìn)細(xì)胞生長，并鋪展成一定形態(tài)通過與細(xì)胞的相互作用，直接或間接 控制細(xì)胞活動，如 細(xì)胞黏附、遷移、分化、增殖

40、、凋亡、基因表達(dá) 等在早期胚胎發(fā)育中有重要意義：保持細(xì)胞間黏附、細(xì)胞極性、細(xì)胞分化層粘連蛋白 有助于神經(jīng)元 體外存活，在缺乏神經(jīng)生長因子情況下，促進(jìn) 中樞及外周神經(jīng)元軸突 生長細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用422.層粘連蛋白的功能細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)3.層粘連蛋白與疾病層粘連蛋白 在體內(nèi)的合成、降解異常與許多疾病有關(guān)，如 糖尿病具有廣泛的 基底膜 改變；糖尿病性腎病 腎小球基底膜中 層粘連蛋白 含量降低，血清和尿中 出現(xiàn) 層粘連蛋白、 IV型膠原 的降解產(chǎn)物一些疾病 與層粘連蛋白 自身免疫反應(yīng) 有關(guān)，如 鏈球菌感染 導(dǎo)致的 腎小球腎炎

41、患者，血中出現(xiàn) 抗層粘連蛋白 抗體，引起自身免疫反應(yīng)，使 腎小球基底膜 受損在 擴(kuò)張性心肌病、心肌炎 患者血中 檢測到 抗層粘連蛋白的抗體層粘連蛋白 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的 生長、轉(zhuǎn)移細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用433.層粘連蛋白與疾病細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)基膜/基底膜 basal lamina或basement membrane 是細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)形式，是一種柔軟、堅韌的網(wǎng)膜基膜結(jié)構(gòu)，一般厚40120 nm 基膜 位于上皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞 基底部，起 支撐作用，或 包繞在 肌細(xì)胞、脂肪組織 周圍，將細(xì)胞與 結(jié)締組織 隔離；胚胎發(fā)育中 基膜為

42、細(xì)胞分離、分化 提供支架；成年人的基膜 參與增殖、分化、遷移和創(chuàng)傷組織修復(fù)基膜 是機(jī)體抵抗腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲的第一道防線基膜的組成成分基底膜的細(xì)胞外基質(zhì) 成分，由上皮細(xì)胞和結(jié)締組織細(xì)胞 分泌產(chǎn)生，不同組織的基膜或基膜不同區(qū)域，組成成分有所不同；主要由4 種成分組成： IV型膠原、層粘連蛋白、巢蛋白、滲濾素細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜Basal lamina結(jié)締組織肌細(xì)胞膜結(jié)締組織Basal lamina上皮細(xì)胞Basal lamina內(nèi)皮細(xì)胞血液醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用44基膜/基底膜 basal lamina或basement m1. IV型膠原構(gòu)成基膜的框架，400nm長的螺

43、旋肽鏈結(jié)構(gòu)，被非螺旋結(jié)構(gòu) 隔斷24處，間隔處 為IV型膠原 分子提供了 柔韌性IV型膠原 分子通過C端 球狀頭部 之間的 非共價鍵，以及N端尾部的共價交聯(lián)，形成 基底膜 基本框架的 二維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.層粘連蛋白是基膜中主要蛋白成分，呈現(xiàn) 非對稱十字結(jié)構(gòu)，相互間 通過臂端部相連，裝配成二維纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過巢蛋白，與IV型膠原二維網(wǎng)絡(luò)相接；是結(jié)合細(xì)胞膜上整聯(lián)蛋白的配體，并將細(xì)胞與基膜緊密結(jié)合3.巢蛋白(entactin或nidogen)又稱 啞鈴蛋白，結(jié)合 層粘連蛋白 與 IV型膠原，并協(xié)助其他細(xì)胞外基質(zhì)成分 結(jié)合基底膜，促進(jìn)基底膜組裝細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的

44、相互作用451. IV型膠原細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)4.滲濾素(perlecan)滲濾素 是基底膜中 最豐富的蛋白聚糖，包含一個巨大的 多結(jié)構(gòu)域的 核心蛋白(400kD)，結(jié)合有215條特異性 硫酸乙酰肝素鏈；滲濾素可結(jié)合膠原、層粘連蛋白等，及細(xì)胞表面蛋白，共同構(gòu)成基膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)腎小球基底膜中的 滲濾素，對原尿生成有篩濾作用基膜的生物學(xué)功能是上皮細(xì)胞的支撐墊，在上皮組織與結(jié)締組織 之間起 結(jié)構(gòu)連接作用；可調(diào)節(jié)分子通透性，是細(xì)胞運(yùn)動的選擇性透過屏障，可阻止結(jié)締組織中細(xì)胞進(jìn)入表皮；但允許淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、神經(jīng)元突觸 穿過基膜；基膜對分子的通透有高度選擇性，如 腎小球基底膜 參與原尿

45、的形成，阻擋血細(xì)胞和蛋白質(zhì)的通過，起選擇性 篩濾作用對細(xì)胞形態(tài)、極性、代謝、細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的分布、細(xì)胞生存、增殖分化、細(xì)胞遷移等 均具有重要作用細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用464.滲濾素(perlecan)細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜47質(zhì)膜內(nèi)聯(lián)蛋白nidogen滲濾素perlecan整聯(lián)蛋白：在此作為laminin受體IV型膠原基膜的分子結(jié)構(gòu)模型層粘連蛋白laminin細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用4747質(zhì)膜內(nèi)聯(lián)蛋白nidogen滲濾素perlecan整聯(lián)蛋白組織是由細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)共同組成，細(xì)胞控制細(xì)胞外基質(zhì)

46、的合成和降解，決定細(xì)胞外基質(zhì)的組成；細(xì)胞外基質(zhì)對細(xì)胞各種結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞外基質(zhì)對細(xì)胞 生物學(xué)行為的影響細(xì)胞外基質(zhì)對細(xì)胞具有 支持、連接、保護(hù)作用，還對細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能有作用；存在了細(xì)胞外基質(zhì)，細(xì)胞才能維持正常形態(tài)，行使正常功能細(xì)胞外基質(zhì)影響細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)細(xì)胞形態(tài)與生存環(huán)境密切相關(guān)，在不同細(xì)胞外基質(zhì)上黏附和鋪展時，表現(xiàn)出不同形態(tài)細(xì)胞外基質(zhì) 對細(xì)胞形態(tài)的決定作用，主要通過與細(xì)胞表面受體結(jié)合，影響細(xì)胞骨架的組裝和排列 來實現(xiàn)的細(xì)胞外基質(zhì)影響細(xì)胞的生存與死亡人體大多類型細(xì)胞需要黏附在一定細(xì)胞外基質(zhì)上 才能存活，上皮和內(nèi)皮細(xì)胞 一旦脫離細(xì)胞外基質(zhì) 就會凋亡失巢凋亡細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞間的相互作用醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞外基質(zhì)和其和細(xì)胞的相互作用48組織是由細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)共同組成，細(xì)胞控制細(xì)胞外基質(zhì)的合成和細(xì)胞脫離細(xì)胞外基質(zhì)，