第5章3細(xì)胞外基質(zhì)

1.細(xì)胞外被(cellcoat)目前一頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)1電鏡下的細(xì)胞表面目前二頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)2細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)目前三頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)31.細(xì)胞外被(cellcoat)●是細(xì)胞外表面覆蓋的一層粘多糖物質(zhì)的質(zhì)膜保護(hù)層，又稱為多糖包被。往往與膜蛋白或膜脂共價(jià)結(jié)合。●功能：

Mediatecell-cellandcell-substratuminteractions；Providemechanicalprotectiontocells。糖萼（Glycocalyx)目前四頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)42.

細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix)

指緊臨細(xì)胞膜的細(xì)胞外空間,是由細(xì)胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?！窆δ埽?/p>

將細(xì)胞粘連在一起構(gòu)成組織，提供細(xì)胞外網(wǎng)架,維持細(xì)胞形態(tài)；

胞外基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)及成份的變化,改變細(xì)胞微環(huán)境 從而對(duì)細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞的生命活動(dòng)起重要的調(diào)控作用。

胞外基質(zhì)的信號(hào)功能目前五頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)5TypicalExtracellularmatrix膠原纖連蛋白層粘連蛋白聚糖目前六頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)6真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)（extracellularstructures）

生物種類細(xì)胞膜外結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)纖維水化基質(zhì)組分粘連分子動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞壁膠原彈性蛋白纖維素蛋白聚糖半纖維素、伸展蛋白纖粘連蛋白層粘連蛋白果膠質(zhì)目前七頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)73.

細(xì)胞外基質(zhì)的基礎(chǔ)物質(zhì)◆可分為三大類∶

●結(jié)構(gòu)蛋白

如膠原和彈性蛋白，它們賦予基質(zhì)一定 的強(qiáng)度和韌性?！竦鞍拙厶?proteoglycan)●粘連蛋白(adhesiveproteins)如纖粘連蛋白和層粘連蛋白，它們促使細(xì)胞 同基質(zhì)結(jié)合。目前八頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)83.1結(jié)構(gòu)蛋白(一)、膠原(Collagen)◆基本特性：●膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白●膠原是人體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì),(約占總蛋白的30%左右)●膠原產(chǎn)生于纖維原細(xì)胞.但僅存在于細(xì)胞外基質(zhì)中。●Collagensarefoundthroughouttheanimalkingdomandarenotedfortheirhightensilestrength,thatis,theirresistancetopullingforces.Itisestimatedthatacollagenfiber1mmindiameteriscapableofsuspendingaweightof10kgwithoutbreaking.目前九頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)9◆

常見(jiàn)的膠原類型及其在組織中的分布

已發(fā)現(xiàn)的類型有20余種,每一類分布于特定的部位,但在同一細(xì)胞外基質(zhì)中會(huì)同時(shí)存在兩種以上類型的膠原纖維.Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)；但并非所有膠原都形成纖維；

●

Ⅰ型膠原纖維束,主要分布于皮膚、肌腱、韌帶及骨中,具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度;

●

Ⅱ型膠原主要存在于軟骨中;

●

Ⅲ型膠原形成微細(xì)的原纖維網(wǎng),廣泛分布于伸展性的組織,如疏松結(jié)締組織;

●

Ⅳ型膠原形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu),是基膜的主要成分及支架。目前十頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)10◆膠原纖維結(jié)構(gòu)特征目前十一頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)11◆膠原纖維結(jié)構(gòu)特征●

膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位(膠原分子)是原膠原●原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)(trimers)●在膠原纖維內(nèi)部,有分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)。分子內(nèi)交聯(lián)是指原膠原的三條鏈之間的賴氨酸殘基間的交聯(lián),分子間的交聯(lián)是指不同原膠原間的賴氨酸交聯(lián)（一分子的N-末端與另一分子的C-末端賴氨酸或羥賴氨酸間）●在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性橫紋●原膠原肽鏈具有Gly-X-Y重復(fù)序列，對(duì)膠原纖維的高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成是重要的，通常：X：PrO，Y：HyproorHylys即肽鏈形成過(guò)程中目前十二頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)12Structuralfeatures目前十三頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)13◆膠原的組裝目前十四頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)14膠原的合成、裝配與運(yùn)輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體分泌小泡目前十五頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)15◆膠原的合成、裝配與運(yùn)輸●哺乳動(dòng)物具有大約20種不同的膠原基因，編碼各種不同組織所需要的膠原●首先是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成帶有信號(hào)肽的前原膠原(preprocollagan)●膠原纖維的加工組裝始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、在高爾基體中繼續(xù)進(jìn)行,最后完成于細(xì)胞外:

●

前原膠原在細(xì)胞外由兩種專一性不同的蛋白水解酶作用,分別切去N-末端前肽及C-末端前肽,成為原膠原（procollagen）●原膠原進(jìn)而聚合裝配成膠原原纖維（collagenfibril）、膠原纖維（collagenfiber）目前十六頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)16◆膠原的作用●

膠原是骨、腱和皮膚組織中的主要蛋白，在胞外基質(zhì)中含量最高,剛性及抗張力強(qiáng)度最大,膠原起著細(xì)胞外基質(zhì)骨架作用;●

膠原可被膠原酶特異降解，而參入胞外基質(zhì)信號(hào)傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中；●

在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式,以適應(yīng)特定功能的需要。具剛性、抗張力。目前十七頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)17◆膠原遺傳缺陷某些人具有膠原合成的遺傳缺陷，這樣,他們的膠原纖維就不能正確地裝配，其結(jié)果，皮膚和各種其它的結(jié)綈組織就會(huì)降低它們的強(qiáng)度變得非常的松弛。皮膚過(guò)渡松弛癥目前十八頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)18（二）、彈性蛋白(Elastin)●是彈性纖維(elasticfibers)的主要成分?！窆δ埽耗軌蛸x予細(xì)胞外基質(zhì)彈性?！駨椥缘鞍赘缓拾彼岷透彼帷①嚢彼?。與膠原不同的是，彈性蛋白的脯氨酸、賴氨酸沒(méi)有羥基化，所以沒(méi)有羥脯（賴）氨酸的存在。高度疏水的非糖基化蛋白目前十九頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)19彈性蛋白的結(jié)構(gòu)無(wú)規(guī)則卷曲??！通過(guò)賴氨酸殘基相互交聯(lián)目前二十頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)203.2蛋白聚糖(Proteoglycan,PG)◆蛋白聚糖見(jiàn)于所有結(jié)締組織和細(xì)胞外基質(zhì)及許多細(xì)胞表面◆結(jié)構(gòu)成分：●

蛋白與多聚糖的復(fù)合物

●一個(gè)蛋白聚糖由糖胺聚糖（glycosaminoglycans，GAGs)與核心蛋白(coreprotein)的絲氨酸殘基共價(jià)連接形成的巨分子.目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)21Proteoglycan目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)22●細(xì)胞外基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)糖胺聚糖都是作為蛋白聚糖的一個(gè)成分而存在●每條氨基聚糖鏈由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長(zhǎng)鏈多糖，其結(jié)構(gòu)為-A-B-A-B-A-,A、B代表兩個(gè)不同的糖分子.二糖單位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)，故稱為糖胺聚糖●糖胺聚糖包括∶硫酸軟骨素(chondroitinsulfate)

透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)等●透明質(zhì)酸它在細(xì)胞外基質(zhì)中也可游離存在.含大量的親水基團(tuán)（羥基，羧基等），可結(jié)合大量水●透明質(zhì)酸分子表面有很多羧基（-COO-）和硫酸鹽基團(tuán)，因而呈酸性并帶負(fù)電荷，可結(jié)合陽(yáng)離子，提高滲透壓；趨向于向外膨脹，因而使細(xì)胞、組織具抗壓能力

◆Glycosaminoglycans（GAGs）目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)23構(gòu)成糖胺聚糖的二糖目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)24●由于糖胺聚糖表面帶的負(fù)電荷，可結(jié)合陽(yáng)離子，提高滲透壓，轉(zhuǎn)而又可結(jié)合大量水分子，使蛋白聚糖形成多孔含水的膠體，填充于細(xì)胞外空間，包裹細(xì)胞，起到抗壓、保護(hù)細(xì)胞的作用.

●蛋白聚糖可與細(xì)胞外的多種生長(zhǎng)因子結(jié)合，可視為細(xì)胞外的激素富集與儲(chǔ)存庫(kù)，因此在完成信號(hào)的傳導(dǎo)中起重要作用.◆蛋白聚糖的功能:目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)253.3粘連糖蛋白粘連糖蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)中的第三類成分，之所以將這些蛋白稱為粘著蛋白，主要是這些蛋白起著將細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞聯(lián)系起來(lái)的橋梁作用。是高分子糖蛋白。目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)26（一）、層粘連蛋白(laminin,LN)■層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,動(dòng)物胚胎及成體組織的基膜(basallamina)的主要結(jié)構(gòu)組分之一

基膜：50to200nm厚的膜被，如肌肉、脂肪、上皮細(xì)胞等的膜外，由層粘連蛋白+Ⅳ型膠原+巢蛋白+硫酸肝素糖蛋白等組成■由一條重鏈和兩條輕鏈通過(guò)二硫鍵相連而形成的十字形分子結(jié)構(gòu)目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)27Laminin目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)28◆層粘連蛋白的功能●首先作為基膜的主要結(jié)構(gòu)成分對(duì)基膜的組裝起關(guān)鍵作用?！窦?xì)胞是通過(guò)層粘連蛋白錨定于基膜上。

層粘連蛋白中至少存在兩個(gè)不同的受體結(jié)合部位：

與Ⅳ型膠原的結(jié)合部位；

與細(xì)胞質(zhì)膜上的整合素結(jié)合的RGD（Arg-Gly-Asp）序列?！駥诱尺B蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用；層粘連蛋白也與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)29（二）、纖粘連蛋白(Fibronectin,FN)纖粘連蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD）●血漿纖粘連蛋白是二聚體,由兩條相似的A鏈及B鏈組成,整個(gè)分子呈V形。存在于血液和其它體液中●細(xì)胞纖粘連蛋白是多聚體。細(xì)胞外基質(zhì)中●

纖粘連蛋白不同的亞單位為同一基因的表達(dá)產(chǎn)物目前三十頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)30整聯(lián)蛋白與細(xì)胞外受體相連目前三十一頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)31◆FN的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：■每個(gè)亞單位由數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成■有兩個(gè)關(guān)鍵的結(jié)合位點(diǎn)：

●與其他ECM,如collagens和proteoglycans等結(jié)合的位點(diǎn)。這些位點(diǎn)將不同的分子連成了穩(wěn)定的互連網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

●與細(xì)胞表面結(jié)合的位點(diǎn)。這些位點(diǎn)將細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)定的粘連在一起。該結(jié)構(gòu)域中含RGD三肽序列

纖粘連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族成員之一,在其細(xì)胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結(jié)合的部位。目前三十二頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)32◆RGD序列●用蛋白酶消化纖粘連蛋白與細(xì)胞結(jié)合區(qū),發(fā)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)域中Arg-Gly-Asp三肽序列負(fù)責(zé)同細(xì)胞表面的結(jié)合●Arg-Gly-Asp序列(又稱RGD序列)同樣存在于細(xì)胞外基質(zhì)和血液的其它類型的黏著蛋白序列中?！袷羌?xì)胞識(shí)別的最小結(jié)構(gòu)單位目前三十三頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)33◆FN的功能：●

FN最主要的功能是介導(dǎo)細(xì)胞的黏著●

促進(jìn)細(xì)胞遷移●

由于FN具有同時(shí)與細(xì)胞外基質(zhì)各類成分相結(jié)合的特點(diǎn),并可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的其它成分的沉積,故認(rèn)為FN是細(xì)胞外基質(zhì)的組織者。目前三十四頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)34細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)毛細(xì)管彈性纖維肥大細(xì)胞膠原纖維上皮細(xì)胞基膜巨噬細(xì)胞纖維原細(xì)胞糖胺聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白目前三十五頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)354.PLANTCELLWALLS

◆細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)組成◆植物的細(xì)胞壁相當(dāng)于動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞

外基質(zhì)(!!!)：

●動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)分子；●植物的細(xì)胞壁主要是多糖，其中最主要的是纖維素?！糁参锛?xì)胞壁的骨架：纖維素目前三十六頁(yè)\總數(shù)三十八頁(yè)\編于十三點(diǎn)36◆細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)組成纖維素分子纖維素微原纖維（microfibril）,

為細(xì)胞壁提供了抗張強(qiáng)度半纖維素（hemicellulose）:木糖、半乳糖和葡萄糖等組成的高度分支的多糖

介導(dǎo)微原纖維彼此連接或介導(dǎo)微原纖維與其它基質(zhì)成分（果膠質(zhì)）連接果膠質(zhì)（pectin）：含有大量攜帶負(fù)電荷的糖，結(jié)合Ca2+等陽(yáng)離子,被高度水化形成凝膠

果膠質(zhì)與半纖維素橫向連接,參與細(xì)胞壁復(fù)雜網(wǎng)架的形成。伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多達(dá)15％，糖的總量約占65％支撐作用,并抵御微生物的入侵

木質(zhì)素(lignin)：由酚殘基形成的水不溶性多聚體

參與次生壁形成,并以共價(jià)鍵與細(xì)胞壁多糖交聯(lián),大大增