細(xì)胞外基質(zhì)及其與細(xì)胞的相互作用

細(xì)胞外基質(zhì)及其與細(xì)胞的相互作用第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞外基質(zhì)成分及細(xì)胞表面受體示意圖第一節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二主要有三類：1）氨基聚糖與蛋白聚糖2）膠原和彈性蛋白3）非膠原性粘合蛋白：纖連蛋白和層粘連蛋白第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二一、蛋白多糖1．氨基聚糖：為一類高度帶電的聚合多糖，主要由重復(fù)的二糖單位，其一為氨基己糖（氨基葡萄糖或半乳糖），另一類為糖醛酸，帶負(fù)電。分類：1）透明質(zhì)酸（不含硫酸）；2）硫酸軟骨素；3）硫酸皮膚素；4）硫酸乙酰肝素；5）肝素；6）硫酸角質(zhì)素第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二

透明質(zhì)酸： 為增殖細(xì)胞和遷移細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，使細(xì)胞保持彼此的距離，使細(xì)胞易于遷移和增殖，并阻止細(xì)胞在不必要的時(shí)間和地點(diǎn)的分化。

一個(gè)透明質(zhì)酸由多達(dá)5000多個(gè)二糖（N-葡萄糖醛酸b(1-3)乙酰氨基葡萄糖），由于二糖的beta連接和許多鏈內(nèi)氫鍵，形成長而且具有剛性的主干。透明質(zhì)酸還含有大量的親水基團(tuán)，結(jié)合大量的水。負(fù)電性決定了相斥作用，導(dǎo)致膨脹。第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二2、蛋白聚糖

存在于所有的結(jié)締組織和細(xì)胞外基質(zhì)及許多細(xì)胞表面。蛋白聚糖由一個(gè)核心蛋白和許多氨基聚糖組成，氨基聚糖以共價(jià)鍵的方式與核心蛋白的絲氨酸相連。許多蛋白聚糖又通過連接蛋白以共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸相連。可以形成一個(gè)巨大的分子。如軟骨中的蛋白聚糖第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二軟骨中的蛋白聚糖電鏡照片細(xì)胞外基質(zhì)中蛋白聚糖多聚體第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二蛋白聚糖中氨基聚糖鏈與核心蛋白的連接方式蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白的絲氨酸共價(jià)連接，其中氨基聚糖通過一個(gè)連接四糖與核心蛋白相連。核心蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體上合成，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔裝配多糖鏈。第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二連接素整合于成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞質(zhì)膜中核心蛋白以跨膜糖蛋白方式嵌入質(zhì)膜，胞外區(qū)連有硫酸軟骨素和硫酸類肝素氨基聚糖鏈第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二功能第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二二、膠原與彈性蛋白1、膠原：細(xì)胞外基質(zhì)中骨架結(jié)構(gòu)，人體中含量最豐富的蛋白質(zhì)，占總蛋白25%~30%，遍布于各種組織與器官，在結(jié)締組織中特別豐富。可由成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞及某些上皮細(xì)胞合成并分泌到胞外。含有G-X-Y氨基酸殘疾重復(fù)序列。第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二膠原分子結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)單位為原膠原，有三條1000個(gè)氨基酸殘基的a鏈構(gòu)成右手超螺旋，鏈間和鏈內(nèi)通過相互交聯(lián)，形成3a螺旋。第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二膠原的類型α鏈?zhǔn)悄z原基本亞單位，25種不同α鏈，每種由一個(gè)基因編碼。每型膠原由3條相同或不同α鏈構(gòu)成。膠原的分布有組織特異性：I型存在于肌腱、皮膚、韌帶及骨中；II型存在于軟骨中；III型在血管壁和各種軟骨組織、器官間質(zhì)中；IV存在于基底膜中，形成二維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二在某些病人中由于缺乏膠原酶，導(dǎo)致前膠原不能轉(zhuǎn)變?yōu)槟z原，使膠原不能正常裝配遺傳性膠原病第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二彈性蛋白（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，在“彈性組織”（皮膚、血管壁、肺泡等）中含量較高高度疏水的非糖基化纖維蛋白，肽鏈含830aa，富含Gly、Pro，很少羥化，故不形成三股螺旋，呈無規(guī)則卷曲第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二彈性蛋白，呈無規(guī)則卷曲，共價(jià)交聯(lián)成網(wǎng)，具有很大的彈性第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二由兩種短肽構(gòu)成，一種是疏水性短肽，賦予分子以彈性；另一種短肽為富含Ala和Lys殘基的α-螺旋第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二三、非膠原性黏合蛋白

1、纖連蛋白(fibronectin)在體內(nèi)以兩種形式存在：一種以可溶的形式存在，分布在血漿和體液中，一般為二聚體，稱為血漿纖連蛋白；另一種以不可溶的形式存在，分布在細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞表面和結(jié)締組織中，一般為多聚體，稱為細(xì)胞纖連蛋白。分子結(jié)構(gòu)：血漿纖連蛋白由兩條相似肽鏈形成二聚體，兩條肽鏈在C末端形成二硫鍵交聯(lián)，呈V字形；細(xì)胞纖連蛋白為由二聚體交聯(lián)后形成多聚體。RGD序列：纖連蛋白和其它某些細(xì)胞外基質(zhì)中所含有的可被細(xì)胞表面某些整聯(lián)蛋白所識(shí)別的Arg-Gly-Asp三肽序列。第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二

在血漿纖連蛋白呈V字形，在羧基端由兩個(gè)二硫鍵相連，每個(gè)肽鏈上由4-6個(gè)低聚糖的側(cè)鏈，從羧基端到氨基端分別存在肝素、細(xì)胞結(jié)合的RGD短小序列與細(xì)胞結(jié)合、膠原蛋白、金黃色葡萄球菌的結(jié)合區(qū)。第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二（1）纖連蛋白一方面與膜受體（整聯(lián)蛋白家族成員之一）結(jié)合，另一方面可與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合，所以纖連蛋白介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互黏著。纖聯(lián)蛋白功能第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二（2）纖連蛋白與細(xì)胞的遷移：細(xì)胞的遷移依賴于細(xì)胞的粘附與去粘附以及細(xì)胞骨架的組裝與去組裝在黏著斑處纖連蛋白受體通過纖連蛋白介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)黏附，細(xì)胞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)胞遷移運(yùn)動(dòng)。第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二2．層粘連蛋白(laminin)是一種大分子量的蛋白質(zhì)，是各種動(dòng)物胚胎及成體組織基膜的主要構(gòu)成成分。具有與IV膠原蛋白和整聯(lián)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。是胚胎發(fā)育過程中最早出現(xiàn)的ECM分子結(jié)構(gòu)：分子量為820kD，70nm長，由α、β、γ三條不同的多肽鏈組成異三聚體。

第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二三聚體分子由一條重鏈(α)和兩條輕鏈(β、γ)借二硫鍵交聯(lián)而成，外型呈不對稱的十字形結(jié)構(gòu)，有三條短臂和一條長臂。至少有8個(gè)與細(xì)胞結(jié)合位點(diǎn)，與上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、某些成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元、神經(jīng)鞘細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞結(jié)合。第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二層粘連蛋白功能在基底膜的基本框架的構(gòu)建和組裝中起關(guān)鍵作用，含有RGD三肽序列，使細(xì)胞粘附固定于基底膜上，促進(jìn)細(xì)胞生長并使細(xì)胞鋪展而保持一定形態(tài)，并控制細(xì)胞的黏附、遷移、分化、增殖或凋亡以及基因表達(dá)。第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)、細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)基底膜：細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)形式，