醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞表面及其特化結(jié)構(gòu)趙崴終稿

1、 細(xì)胞表面（細(xì)胞表面（cell surfacecell surface）：包圍在細(xì)胞質(zhì)外層的）：包圍在細(xì)胞質(zhì)外層的 一個復(fù)合結(jié)構(gòu)體系和多功能體系，是細(xì)胞與外界環(huán)一個復(fù)合結(jié)構(gòu)體系和多功能體系，是細(xì)胞與外界環(huán) 境物質(zhì)相互作用，并產(chǎn)生各種復(fù)雜功能的部位。境物質(zhì)相互作用，并產(chǎn)生各種復(fù)雜功能的部位。 細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)以質(zhì)膜為主體，包括質(zhì)膜外的細(xì)胞細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)以質(zhì)膜為主體，包括質(zhì)膜外的細(xì)胞 外被和質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的胞質(zhì)溶膠。外被和質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的胞質(zhì)溶膠。 細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如：微絨毛、鞭毛和纖毛及細(xì)細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如：微絨毛、鞭毛和纖毛及細(xì) 胞的變形足等等，分別與細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn)胞的變形足等等，分別與細(xì)胞形態(tài)

2、的維持、細(xì)胞運(yùn) 動、細(xì)胞的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。動、細(xì)胞的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。 一、細(xì)胞外被一、細(xì)胞外被 與質(zhì)膜相連接的與質(zhì)膜相連接的糖類糖類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞外被物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞外被 或糖萼。用重金屬染料，如釕紅染色后，在電鏡或糖萼。用重金屬染料，如釕紅染色后，在電鏡 下可顯示厚約下可顯示厚約1020nm的結(jié)構(gòu)，邊界不甚明確。的結(jié)構(gòu)，邊界不甚明確。 作用：保護(hù)，細(xì)胞識別，參與細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸，作用：保護(hù)，細(xì)胞識別，參與細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸， 形態(tài)形成與分化等過程。形態(tài)形成與分化等過程。 電鏡下的細(xì)胞表面電鏡下的細(xì)胞表面 細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)示意圖細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)示意圖 跨膜糖蛋白跨膜糖蛋白 吸附的糖蛋白吸附

3、的糖蛋白 跨膜蛋白聚糖跨膜蛋白聚糖 細(xì)胞外細(xì)胞外 被被 （糖萼）（糖萼） 脂雙脂雙 層層 胞質(zhì)溶膠胞質(zhì)溶膠 細(xì)胞外空間細(xì)胞外空間 糖脂糖脂 二、胞質(zhì)溶膠二、胞質(zhì)溶膠 胞質(zhì)溶膠是位于細(xì)胞質(zhì)膜下約胞質(zhì)溶膠是位于細(xì)胞質(zhì)膜下約0.10.2m厚厚 的由高濃度的蛋白質(zhì)組成的較粘滯無結(jié)構(gòu)的由高濃度的蛋白質(zhì)組成的較粘滯無結(jié)構(gòu) 的液體物質(zhì)，也稱為溶膠層。的液體物質(zhì)，也稱為溶膠層。 作用：維持質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多作用：維持質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多 種生理功能。種生理功能。 三、細(xì)胞表面的特殊結(jié)構(gòu)三、細(xì)胞表面的特殊結(jié)構(gòu) 質(zhì)膜常帶有許多特化的附屬結(jié)構(gòu)。如：微絨毛、質(zhì)膜常帶有許多特化的附屬結(jié)構(gòu)。如：微絨毛、 褶

4、皺、纖毛、鞭毛等等，這些特化結(jié)構(gòu)在細(xì)胞執(zhí)褶皺、纖毛、鞭毛等等，這些特化結(jié)構(gòu)在細(xì)胞執(zhí) 行特定功能方面具有重要作用。由于其結(jié)構(gòu)細(xì)微，行特定功能方面具有重要作用。由于其結(jié)構(gòu)細(xì)微， 多數(shù)只能在電鏡下觀察到。多數(shù)只能在電鏡下觀察到。 （一）（一） 微絨毛（微絨毛（microvillus） 電鏡下觀察微絨毛是由細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)形成的指狀突起，直徑電鏡下觀察微絨毛是由細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)形成的指狀突起，直徑 約為約為0.1m0.1m，長約，長約0.20.21.0m1.0m，廣泛存在于動物細(xì)胞表面。，廣泛存在于動物細(xì)胞表面。 作用：擴(kuò)大了細(xì)胞的表面積，增加了細(xì)胞游離面吸收和接受刺作用：擴(kuò)大了細(xì)胞的表面積，增加了細(xì)胞游

5、離面吸收和接受刺 激的能力。如小腸微絨毛，使細(xì)胞表面積擴(kuò)大了激的能力。如小腸微絨毛，使細(xì)胞表面積擴(kuò)大了3030倍，擴(kuò)大吸收倍，擴(kuò)大吸收 面積，增加細(xì)胞的吸收功能。面積，增加細(xì)胞的吸收功能。 SEM image of alveolar (Lung) macrophage attacking E. coli. (Show ruffle on the cell surface) （二）褶皺（二）褶皺（ruffle） 細(xì)胞表面的扁形突起，也稱細(xì)胞表面的扁形突起，也稱 為片足（為片足（lamellipodia ）。）。 在巨噬細(xì)胞的表面上，普遍在巨噬細(xì)胞的表面上，普遍 存在著褶皺結(jié)構(gòu)，與吞噬顆存在著褶皺

6、結(jié)構(gòu)，與吞噬顆 粒物質(zhì)有關(guān)。粒物質(zhì)有關(guān)。 （三）（三） 細(xì)胞內(nèi)褶細(xì)胞內(nèi)褶 內(nèi)褶（內(nèi)褶（infolding）是質(zhì)膜由細(xì)胞表面內(nèi)陷形成的結(jié)構(gòu)，）是質(zhì)膜由細(xì)胞表面內(nèi)陷形成的結(jié)構(gòu)， 以相反的方向擴(kuò)大了細(xì)胞的表面積。這種結(jié)構(gòu)常見于液以相反的方向擴(kuò)大了細(xì)胞的表面積。這種結(jié)構(gòu)常見于液 體和離子交換活動比較旺盛的細(xì)胞。體和離子交換活動比較旺盛的細(xì)胞。 腎近曲小管上皮細(xì)胞之基腎近曲小管上皮細(xì)胞之基 底褶及其中的線粒體底褶及其中的線粒體 16000 （四）（四） 纖毛和鞭毛纖毛和鞭毛 纖毛（纖毛（cilia）和鞭毛（）和鞭毛（flagella） 是細(xì)胞表面伸出的條狀運(yùn)動裝置。是細(xì)胞表面伸出的條狀運(yùn)動裝置。 二者在

7、發(fā)生和結(jié)構(gòu)上并沒有什么差二者在發(fā)生和結(jié)構(gòu)上并沒有什么差 別。別。 纖毛和鞭毛都來源于中心粒。其詳纖毛和鞭毛都來源于中心粒。其詳 細(xì)結(jié)構(gòu)和功能可參見細(xì)胞骨架一章。細(xì)結(jié)構(gòu)和功能可參見細(xì)胞骨架一章。 Human sperm 細(xì)胞間的連接細(xì)胞間的連接 cell junction 細(xì)胞連接細(xì)胞連接(cell junction) ：相鄰細(xì)胞間形成一相鄰細(xì)胞間形成一 定的連接裝置，加強(qiáng)細(xì)胞的機(jī)械聯(lián)系和組織定的連接裝置，加強(qiáng)細(xì)胞的機(jī)械聯(lián)系和組織 的牢固性，并協(xié)調(diào)細(xì)胞間的代謝活動。的牢固性，并協(xié)調(diào)細(xì)胞間的代謝活動。 細(xì)胞連接類型細(xì)胞連接類型 類型類型連接名稱連接名稱主要特征主要特征 第一類第一類封閉連接（緊密連

8、接）封閉連接（緊密連接）相鄰細(xì)胞膜形成封閉鏈相鄰細(xì)胞膜形成封閉鏈 第二類第二類錨定連接錨定連接細(xì)胞骨架纖維參與錨定細(xì)胞骨架纖維參與錨定 黏合連接黏合連接 黏合帶黏合帶 黏合斑黏合斑 由微絲介導(dǎo)的細(xì)胞連接由微絲介導(dǎo)的細(xì)胞連接 細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)粘著細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)粘著 橋粒連接橋粒連接 橋粒橋粒由張力絲介導(dǎo)的細(xì)胞連接由張力絲介導(dǎo)的細(xì)胞連接 半橋粒半橋粒細(xì)胞與基膜之間的連接細(xì)胞與基膜之間的連接 第三類第三類通訊連接通訊連接連接結(jié)構(gòu)介導(dǎo)細(xì)胞通訊連接結(jié)構(gòu)介導(dǎo)細(xì)胞通訊 間隙連接間隙連接由連接子介導(dǎo)細(xì)胞通訊由連接子介導(dǎo)細(xì)胞通訊 化學(xué)突觸化學(xué)突觸神經(jīng)突觸通訊神經(jīng)突觸通訊 一一. 緊密連接緊密連接 (tight

9、 junction) 分布：分布：廣泛分布于各種上皮細(xì)胞管腔面細(xì)胞間隙頂端。廣泛分布于各種上皮細(xì)胞管腔面細(xì)胞間隙頂端。 如：消化道、血管、膀胱、生殖道等。如：消化道、血管、膀胱、生殖道等。 細(xì) 胞 膜細(xì) 胞 膜 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙 跨膜蛋白跨膜蛋白 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 功能功能 1) 封閉上皮細(xì)胞封閉上皮細(xì)胞 的間隙，保證的間隙，保證 組織內(nèi)環(huán)境的組織內(nèi)環(huán)境的 穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 2) 保證物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)保證物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 的方向性。的方向性。 緊密連接緊密連接 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 葡萄糖被動運(yùn)葡萄糖被動運(yùn) 輸載體蛋白輸載體蛋白 Na /葡萄糖協(xié)同 葡萄糖協(xié)同 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 二、二、 錨定連接

10、錨定連接 (anchoring junction) 骨架纖維骨架纖維 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 胞內(nèi)附著蛋白胞內(nèi)附著蛋白 跨膜連接蛋白跨膜連接蛋白 胞外空隙胞外空隙 胞外基質(zhì)胞外基質(zhì) 黏合連接：包括黏合帶和黏合斑黏合連接：包括黏合帶和黏合斑 l部位：黏合帶位于上皮細(xì)胞頂端緊密連接的下方部位：黏合帶位于上皮細(xì)胞頂端緊密連接的下方 緊密連接緊密連接 （黏合帶）中間連接（黏合帶）中間連接 微絲束微絲束 （肌動蛋白纖維）（肌動蛋白纖維） 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙 (15-20nm)(15-20nm) l形態(tài)特征形態(tài)特征 l作用：增強(qiáng)組織支持、抵抗機(jī)械張力的重要作用。作用：增強(qiáng)組織支持、抵抗機(jī)械張力的重要作用。 - S-S

11、 - - S - S - 肌動蛋白肌動蛋白 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 黏合斑蛋白黏合斑蛋白 纖粘連蛋白受體纖粘連蛋白受體 纖粘連蛋白纖粘連蛋白 蛋白聚糖蛋白聚糖 膠原纖維膠原纖維 (adhesion plaque) 橋粒（橋粒（spot desmosome） l部位：存在于上皮細(xì)胞黏合帶下方。部位：存在于上皮細(xì)胞黏合帶下方。 l形態(tài)特征：相鄰細(xì)胞經(jīng)由一紐扣狀結(jié)構(gòu)鉚接在一起。形態(tài)特征：相鄰細(xì)胞經(jīng)由一紐扣狀結(jié)構(gòu)鉚接在一起。 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙 鈣黏蛋白鈣黏蛋白 中間纖維中間纖維 橋粒斑橋粒斑 （2525 30nm)30nm) 橋粒連接：在橋粒連接：在皮皮 膚膚、心肌心肌、消化消化 道上皮道上皮、子

12、宮子宮和和 陰道上皮細(xì)胞陰道上皮細(xì)胞中中 特別豐富。特別豐富。 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 基底膜基底膜 中間纖維中間纖維 l作用：橋粒與半橋粒：它們似鉚釘將相鄰細(xì)胞或細(xì)胞作用：橋粒與半橋粒：它們似鉚釘將相鄰細(xì)胞或細(xì)胞 與基質(zhì)牢牢連接起來與基質(zhì)牢牢連接起來, , 起支持，附著，抵抗外界壓力與起支持，附著，抵抗外界壓力與 張力的作用。張力的作用。 整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白 半橋粒半橋粒(hemidesmosome) l形態(tài)與橋粒類似，但半橋粒是細(xì)胞與其下方的基底膜相連形態(tài)與橋粒類似，但半橋粒是細(xì)胞與其下方的基底膜相連。 總之：錨定連接將相鄰細(xì)胞的骨架系統(tǒng)與細(xì)胞或總之：錨定連接將相鄰細(xì)胞的骨架系統(tǒng)與細(xì)胞或 細(xì)胞外基質(zhì)相

13、連形成一個堅(jiān)挺，有序的細(xì)胞群體。細(xì)胞外基質(zhì)相連形成一個堅(jiān)挺，有序的細(xì)胞群體。 錨定連接錨定連接 與與中間纖維中間纖維的錨定連接的錨定連接橋粒與半橋粒橋粒與半橋粒 與與肌動蛋白纖維肌動蛋白纖維的錨定連接的錨定連接黏合連接黏合連接 9-10nm 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙 2-4nm 連接子連接子 跨膜蛋白亞單位跨膜蛋白亞單位 孔孔 道道1.5nm1.5nm 兩個連接子為一兩個連接子為一 個縫隙連接單位個縫隙連接單位 （縫隙連接的基本單位）（縫隙連接的基本單位） 三三. .通訊連接通訊連接 communicating junction 類型：縫隙連接、化學(xué)突觸、胞間連絲類型：縫隙連接、化學(xué)突觸

14、、胞間連絲 縫隙連接：細(xì)胞間隙中叢集圓柱狀顆?？p隙連接：細(xì)胞間隙中叢集圓柱狀顆粒-連接子或連接小體連接子或連接小體 動物細(xì)胞顯示縫隙連接動物細(xì)胞顯示縫隙連接 相鄰細(xì)胞膜相鄰細(xì)胞膜 相鄰細(xì)胞對應(yīng)連接子通道相鄰細(xì)胞對應(yīng)連接子通道 由由6個亞單位構(gòu)成的連接子個亞單位構(gòu)成的連接子 1.5 nm 親水親水 通道通道 l代謝偶聯(lián)：小分子代謝物和信號分子（分子量代謝偶聯(lián)：小分子代謝物和信號分子（分子量 小于小于1500KD)1500KD)即可通過縫隙連接的通道，由一個即可通過縫隙連接的通道，由一個 細(xì)胞進(jìn)入與之相鄰的另一個細(xì)胞。細(xì)胞進(jìn)入與之相鄰的另一個細(xì)胞。控制細(xì)胞分化、控制細(xì)胞分化、 保持發(fā)育一致。保持發(fā)

15、育一致。 l電偶聯(lián)：帶電離子通過縫隙連接通道由一個細(xì)電偶聯(lián)：帶電離子通過縫隙連接通道由一個細(xì) 胞直接進(jìn)入另一個細(xì)胞，使動作電位迅速在細(xì)胞胞直接進(jìn)入另一個細(xì)胞，使動作電位迅速在細(xì)胞 之間傳播。之間傳播。協(xié)調(diào)組織功能活動。協(xié)調(diào)組織功能活動。 縫隙連接的作用：縫隙連接的作用： 化學(xué)突觸：存在于神經(jīng)細(xì)胞間和神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞的接觸化學(xué)突觸：存在于神經(jīng)細(xì)胞間和神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞的接觸 部位部位,通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動。通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動。 組成：突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜組成：突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜 微絨毛微絨毛 緊密連接緊密連接 粘著帶粘著帶 橋粒橋粒 角質(zhì)纖維角質(zhì)纖維 間隙連

16、接間隙連接 半橋粒半橋?；讓踊讓?細(xì)胞外基質(zhì) extracellular matrix，ECM 概念：概念：細(xì)胞外基質(zhì)（細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）是指分部）是指分部 于細(xì)胞外空間，由細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)和多糖所構(gòu)成的纖維凝膠于細(xì)胞外空間，由細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)和多糖所構(gòu)成的纖維凝膠 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。主要由凝膠樣基質(zhì)和纖維網(wǎng)架構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。主要由凝膠樣基質(zhì)和纖維網(wǎng)架構(gòu)成。 功能：功能：粘連；支持；改變細(xì)胞微環(huán)境；信號功能。粘連；支持；改變細(xì)胞微環(huán)境；信號功能。 類型：類型：氨基聚糖與蛋白聚糖、膠原和彈性蛋白、氨基聚糖與蛋白聚糖、膠原和彈性蛋白、 非膠原糖蛋白（黏著糖蛋

17、白）：層粘連蛋白和非膠原糖蛋白（黏著糖蛋白）：層粘連蛋白和 纖粘連蛋白纖粘連蛋白 n 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：氨基聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖氨基聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖 二糖單位之一是氨基己糖二糖單位之一是氨基己糖 ( (氨基葡萄糖或氨基半乳糖氨基葡萄糖或氨基半乳糖) ) 糖醛酸糖醛酸 （葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸）（葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸） n 類型：類型： 透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、 肝素和硫酸角質(zhì)素等。肝素和硫酸角質(zhì)素等。 ( (一一) ) 氨基聚糖與蛋白聚糖氨基聚糖與蛋白聚糖 氨基聚糖氨基聚糖（glycosam

18、inoglycan，GAG） 氨基聚糖的分子特性及組織分布氨基聚糖的分子特性及組織分布 氨基聚糖氨基聚糖 二糖單位二糖單位硫酸基硫酸基分布組織分布組織 透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸，N N- -乙酰葡乙酰葡 萄糖萄糖 0 0結(jié)締組織、皮膚、軟骨、玻璃體、結(jié)締組織、皮膚、軟骨、玻璃體、 滑液滑液 硫酸軟骨素硫酸軟骨素葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸，N-N-乙酰半乙酰半 乳糖乳糖 0.2-2.30.2-2.3軟骨、角膜、骨、皮膚、動脈軟骨、角膜、骨、皮膚、動脈 硫酸皮膚素硫酸皮膚素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛葡萄糖醛酸或艾杜糖醛 酸酸，N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖 1.0-2.01.0-2.0皮膚、血管、心

19、、心瓣膜皮膚、血管、心、心瓣膜 硫酸硫酸 乙酰肝素乙酰肝素 葡萄糖醛酸或艾杜糖醛葡萄糖醛酸或艾杜糖醛 酸酸，N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖 0.2-3.00.2-3.0肺、動脈、細(xì)胞表面肺、動脈、細(xì)胞表面 肝素肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛葡萄糖醛酸或艾杜糖醛 酸酸，N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖 2.0-3.02.0-3.0肺、肝、皮膚、肥大細(xì)胞肺、肝、皮膚、肥大細(xì)胞 硫酸角質(zhì)素硫酸角質(zhì)素半乳糖半乳糖，N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖0.9-1.80.9-1.8軟骨、角膜、椎間盤軟骨、角膜、椎間盤 n氨基聚糖代表透明質(zhì)酸氨基聚糖代表透明質(zhì)酸 組成：由組成：由N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸組成二糖乙酰氨基葡

20、萄糖和葡萄糖醛酸組成二糖 單位。由幾千單位。由幾千(5000)個二糖單位聚合成直鏈多糖，個二糖單位聚合成直鏈多糖， 非硫酸化。非硫酸化。 功能：功能：透明質(zhì)酸結(jié)合大量水分子，形成粘性水化凝透明質(zhì)酸結(jié)合大量水分子，形成粘性水化凝 膠，擴(kuò)大膠，擴(kuò)大1 00010 000倍，使基質(zhì)膨脹。對細(xì)胞遷倍，使基質(zhì)膨脹。對細(xì)胞遷 移和分化、創(chuàng)傷的修復(fù)愈合有特殊作用。移和分化、創(chuàng)傷的修復(fù)愈合有特殊作用。 n結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： l蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白(core protein) (core protein) 的絲氨酸殘基共價連接形成的巨分子的絲氨酸殘基共價連接形成的巨分子 l若干蛋白

21、聚糖單體借連接蛋白以非共價鍵與透明若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價鍵與透明 質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體 l 顯著特點(diǎn)是多態(tài)性：可以含有不同氨基酸序列核顯著特點(diǎn)是多態(tài)性：可以含有不同氨基酸序列核 心蛋白心蛋白, ,長度和成分不同的氨基聚糖；長度和成分不同的氨基聚糖； 蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycanproteoglycan） n蛋白聚糖的功能蛋白聚糖的功能 軟骨中的蛋白聚糖是最巨大分子之一軟骨中的蛋白聚糖是最巨大分子之一, , 賦賦 予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力；予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力； 蛋白聚糖可視為細(xì)胞外的激素富集與儲存蛋白聚糖可視為細(xì)胞外的激素富集與儲存

22、庫，可與多種生長因子結(jié)合，完成信號的傳庫，可與多種生長因子結(jié)合，完成信號的傳 導(dǎo)。導(dǎo)。 膠原膠原 膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白。膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白。 n 膠原主要由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及某些膠原主要由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及某些 上皮細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外。上皮細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外。 n 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)： 膠原是由膠原是由3 3條條多肽鏈盤繞構(gòu)成的三股螺旋結(jié)構(gòu)多肽鏈盤繞構(gòu)成的三股螺旋結(jié)構(gòu) 氨基酸組成具有三肽重復(fù)順序：氨基酸組成具有三肽重復(fù)順序：Gly-X-YGly-X-Y 在膠原纖維的內(nèi)部，原膠原蛋白分子呈在膠原纖維的內(nèi)部，原膠原蛋白

23、分子呈1/41/4交替平行排交替平行排 列，相鄰的原膠原蛋白頭尾相連。平行排列的列，相鄰的原膠原蛋白頭尾相連。平行排列的N N端和端和C C 端共價結(jié)合。端共價結(jié)合。 ( (二二) )膠原與彈性蛋白膠原與彈性蛋白 膠原的結(jié)構(gòu)膠原的結(jié)構(gòu) 膠原纖維結(jié)構(gòu)特征膠原纖維結(jié)構(gòu)特征 肽鏈肽鏈 膠原原纖維膠原原纖維 膠原分子膠原分子 膠原纖維膠原纖維 成纖維細(xì)胞周圍的膠原纖維成纖維細(xì)胞周圍的膠原纖維 切去信號肽、切去信號肽、N端和端和C端添加端添加 短前肽短前肽(前前 -鏈鏈)。在高爾基在高爾基 體內(nèi)加工：羥基化、糖基化體內(nèi)加工：羥基化、糖基化 形成二硫鍵，以氫鍵連接形成二硫鍵，以氫鍵連接 形成三股螺旋的前膠

24、原。形成三股螺旋的前膠原。 前膠原合成后，分泌進(jìn)入細(xì)胞間隙中前膠原合成后，分泌進(jìn)入細(xì)胞間隙中 切去前肽，形成直徑切去前肽，形成直徑1.5nm、 長長300nm的膠原分子的膠原分子 前肽的功能前肽的功能：誘導(dǎo)裝配，分泌前防止交聯(lián)成膠原原纖維：誘導(dǎo)裝配，分泌前防止交聯(lián)成膠原原纖維 n 膠原的裝配膠原的裝配 n 膠原的主要功能膠原的主要功能 膠原在不同組織中行使不同的功能膠原在不同組織中行使不同的功能 膠原具有刺激細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)分化的作用膠原具有刺激細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)分化的作用 不同的發(fā)育階段表達(dá)不同類型的膠原不同的發(fā)育階段表達(dá)不同類型的膠原 n 膠原與疾?。耗z原與疾?。?由不正常膠原纖維形成導(dǎo)致的壞血

25、病由不正常膠原纖維形成導(dǎo)致的壞血病 由膠原分子表達(dá)異常引起的遺傳性疾病由膠原分子表達(dá)異常引起的遺傳性疾病 由自身免疫性膠原組織損傷產(chǎn)生的免疫性膠原病由自身免疫性膠原組織損傷產(chǎn)生的免疫性膠原病 n 彈性蛋白由兩種類型短肽段交替排列構(gòu)成：彈性蛋白由兩種類型短肽段交替排列構(gòu)成： 一種是疏水短肽賦予分子以彈性；一種是疏水短肽賦予分子以彈性； 一種短肽為富含丙氨酸及賴氨酸殘基的一種短肽為富含丙氨酸及賴氨酸殘基的螺旋，負(fù)責(zé)在相螺旋，負(fù)責(zé)在相 鄰分子間形成交聯(lián)。鄰分子間形成交聯(lián)。 n 彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，有兩個明顯的特征彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，有兩個明顯的特征 構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài)；

26、構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài)； 通過通過Lys(賴氨酸賴氨酸)殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 彈性蛋白（彈性蛋白（elastinelastin） 伸展伸展 回縮回縮 單個彈性蛋白分子單個彈性蛋白分子 交聯(lián)鍵交聯(lián)鍵 ( (三三) ) 非膠原糖蛋白非膠原糖蛋白 特點(diǎn)特點(diǎn) ：既可與細(xì)胞結(jié)合，又可與細(xì)胞外基質(zhì)中其他：既可與細(xì)胞結(jié)合，又可與細(xì)胞外基質(zhì)中其他 大分子結(jié)合，從而使細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相互粘著。大分子結(jié)合，從而使細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相互粘著。 代表：代表： 纖連蛋白纖連蛋白 層粘連蛋白層粘連蛋白 n 纖連蛋白是高分子量糖蛋白（纖連蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD220-250KD）

27、有兩種存在形式有兩種存在形式 可溶性纖粘連蛋白，稱為血漿可溶性纖粘連蛋白，稱為血漿FNFN， 不溶性纖粘連蛋白，稱為細(xì)胞不溶性纖粘連蛋白，稱為細(xì)胞FNFN n 纖連蛋白的分子結(jié)構(gòu)纖連蛋白的分子結(jié)構(gòu) 每條每條FNFN肽鏈約含肽鏈約含24502450個氨基酸殘基，具有個氨基酸殘基，具有5 57 7個有特個有特 定功能的結(jié)構(gòu)域，由對蛋白酶敏感的肽段連接。定功能的結(jié)構(gòu)域，由對蛋白酶敏感的肽段連接。 FNFN肽鏈中的一些短肽序列為細(xì)胞表面的各種肽鏈中的一些短肽序列為細(xì)胞表面的各種FNFN受體識受體識 別與結(jié)合的最小結(jié)構(gòu)單位。例如，在肽鏈中央的與細(xì)胞別與結(jié)合的最小結(jié)構(gòu)單位。例如，在肽鏈中央的與細(xì)胞 相結(jié)合

28、的模塊中存在相結(jié)合的模塊中存在RGDRGD（Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp）（精氨酸甘）（精氨酸甘 氨酸天冬氨酸）序列。氨酸天冬氨酸）序列。 纖連蛋白（纖連蛋白（fibronectinfibronectin，F(xiàn)NFN） 結(jié)合肝素結(jié)合肝素 結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞 結(jié)合膠原、多胺結(jié)合膠原、多胺 結(jié)合肌動蛋白、纖維蛋白、結(jié)合肌動蛋白、纖維蛋白、 肝素、金黃色葡萄糖菌肝素、金黃色葡萄糖菌 結(jié)合肌動蛋白、肝素、結(jié)合肌動蛋白、肝素、DNA n 纖連蛋白的主要功能：纖連蛋白的主要功能： 介導(dǎo)細(xì)胞粘著，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的形狀和細(xì)胞骨架介導(dǎo)細(xì)胞粘著，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的形狀和細(xì)胞骨架 的組織，促進(jìn)細(xì)胞鋪展；的組織

29、，促進(jìn)細(xì)胞鋪展； 在胚胎發(fā)生過程中，纖連蛋白對于許多類型細(xì)胞在胚胎發(fā)生過程中，纖連蛋白對于許多類型細(xì)胞 的遷移和分化是必需的；的遷移和分化是必需的； 在創(chuàng)傷修復(fù)中，纖連蛋白促進(jìn)巨噬細(xì)胞和其它免在創(chuàng)傷修復(fù)中，纖連蛋白促進(jìn)巨噬細(xì)胞和其它免 疫細(xì)胞遷移到受損部位；疫細(xì)胞遷移到受損部位； 在血凝塊形成中，纖連蛋白促進(jìn)血小板附著于在血凝塊形成中，纖連蛋白促進(jìn)血小板附著于 血管受損部位。血管受損部位。 n 層粘連蛋白是高分子糖蛋白（層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD820KD）, ,動物胚胎動物胚胎 及成體組織的基膜的主要結(jié)構(gòu)組分之一及成體組織的基膜的主要結(jié)構(gòu)組分之一 n 層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)由一條重鏈和兩

30、條輕鏈構(gòu)成層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)由一條重鏈和兩條輕鏈構(gòu)成 n 層粘連蛋白中至少存在兩個不同的受體結(jié)合部位：層粘連蛋白中至少存在兩個不同的受體結(jié)合部位： 與與型膠原的結(jié)合部位；型膠原的結(jié)合部位； 與細(xì)胞質(zhì)膜上整合素結(jié)合的與細(xì)胞質(zhì)膜上整合素結(jié)合的Arg-Gly-Asp(R-G-D)Arg-Gly-Asp(R-G-D) 序列序列 層粘連蛋白（層粘連蛋白（lamininlaminin，LNLN） 層粘連蛋白功能層粘連蛋白功能 細(xì)胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上；細(xì)胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上； 基膜是特化的細(xì)胞外基質(zhì)。位于上皮細(xì)胞和基膜是特化的細(xì)胞外基質(zhì)。位于上皮細(xì)胞和 內(nèi)皮細(xì)胞的基底部，或包繞在肌細(xì)胞、脂肪細(xì)

31、內(nèi)皮細(xì)胞的基底部，或包繞在肌細(xì)胞、脂肪細(xì) 胞、施萬細(xì)胞周圍，將細(xì)胞與結(jié)締組織隔離。胞、施萬細(xì)胞周圍，將細(xì)胞與結(jié)締組織隔離。 層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要 作用作用 層粘連蛋白也與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。層粘連蛋白也與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。 細(xì)胞外基質(zhì)的成分細(xì)胞外基質(zhì)的成分 本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容 掌握細(xì)胞外被的概念 熟悉細(xì)胞連接的類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 熟悉細(xì)胞外基質(zhì)的成分及功能 了解細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu) 左，蛋白聚糖單體；中，蛋白聚糖多聚體；右，氨基聚糖左，蛋白聚糖單體；中，蛋白聚糖多聚體；右，氨基聚糖 膠原分子膠原分子 膠原原纖維膠原原纖維 膠原纖維膠原纖維 細(xì)

32、胞表面（細(xì)胞表面（cell surfacecell surface）：包圍在細(xì)胞質(zhì)外層的）：包圍在細(xì)胞質(zhì)外層的 一個復(fù)合結(jié)構(gòu)體系和多功能體系，是細(xì)胞與外界環(huán)一個復(fù)合結(jié)構(gòu)體系和多功能體系，是細(xì)胞與外界環(huán) 境物質(zhì)相互作用，并產(chǎn)生各種復(fù)雜功能的部位。境物質(zhì)相互作用，并產(chǎn)生各種復(fù)雜功能的部位。 細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)以質(zhì)膜為主體，包括質(zhì)膜外的細(xì)胞細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)以質(zhì)膜為主體，包括質(zhì)膜外的細(xì)胞 外被和質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的胞質(zhì)溶膠。外被和質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的胞質(zhì)溶膠。 細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如：微絨毛、鞭毛和纖毛及細(xì)細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如：微絨毛、鞭毛和纖毛及細(xì) 胞的變形足等等，分別與細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn)胞的變形足等等，分別與細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn) 動、細(xì)胞的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。動、細(xì)胞的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。 （三）（三） 細(xì)胞內(nèi)褶細(xì)胞內(nèi)褶 內(nèi)褶（內(nèi)褶（infolding）是質(zhì)膜由細(xì)胞表面內(nèi)陷形成的結(jié)構(gòu)，）是質(zhì)膜由細(xì)胞表面內(nèi)陷