大二上學(xué)期課件-8 .細(xì)胞外基質(zhì)

細(xì)胞外基質(zhì)

extracellularmatrix,ECM細(xì)胞生物學(xué)系孫嬌2011/11/1概述概述：由細(xì)胞分泌到細(xì)胞外的各種蛋白和多糖構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與細(xì)胞構(gòu)成組織和器官分布：結(jié)締﹑上皮、神經(jīng)、肌組織組織差異性來源：成纖維細(xì)胞（主）特化組織細(xì)胞功能1、物理學(xué)功能：支持、連接、保護(hù)、保水、抗壓、營養(yǎng)作用。2、生物學(xué)作用：

細(xì)胞外基質(zhì)對細(xì)胞的影響作用：形態(tài)、增殖、分化、粘著、遷移等。細(xì)胞對細(xì)胞外基質(zhì)的決定性作用：產(chǎn)生、分子組裝、分布、降解。上皮組織的細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)組成成分一、多糖和糖蛋白：1.氨基聚糖凝膠樣基質(zhì)

2.蛋白聚糖二、結(jié)構(gòu)蛋白：1.膠原

2.彈性蛋白三、粘著糖蛋白纖維網(wǎng)架

1.纖粘連蛋白2.層粘連蛋白一氨基聚糖和蛋白聚糖高分子量的含糖化合物－－

氨基聚糖：多糖蛋白聚糖：糖蛋白構(gòu)成親水性凝膠功能賦予組織彈性、抗壓性與生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子結(jié)合（一）氨基聚糖（GAG）1、結(jié)構(gòu)：重復(fù)的二糖單位聚合而成的直鏈多糖二糖單位：氨基己糖、糖醛酸2、電性：強(qiáng)負(fù)電性，強(qiáng)親水性硫酸皮膚素艾杜糖醛酸N-乙酰半乳糖胺-4-硫酸（一）氨基聚糖（GAG）3、分類

透明質(zhì)酸（HA）---------含COO-硫酸軟骨素（CS）硫酸皮膚素（DS）硫酸乙酰肝素（HS）含SO32-肝素硫酸角質(zhì)素（KS）（一）氨基聚糖（GAG）蛋白聚糖多聚體蛋白聚糖單體透明質(zhì)酸（HA）結(jié)構(gòu)：最簡單不發(fā)生硫酸化含有大量親水基團(tuán)、負(fù)電荷形態(tài)：呈無規(guī)則卷曲狀降解：透明質(zhì)酸酶功能：賦予組織彈性、抗壓性促進(jìn)細(xì)胞遷移、增殖(一)、氨基聚糖（GAG）(一)、氨基聚糖（GAG）透明質(zhì)酸（HA）（二）蛋白聚糖（PG）1、結(jié)構(gòu)：氨基聚糖(除外HA)與核心蛋白共價(jià)結(jié)合成的糖蛋白GAG（除HA）PG（單體）核心蛋白連接蛋白PG（多聚體）

HA

（二）蛋白聚糖（PG）（二）蛋白聚糖（PG）（二）蛋白聚糖（PG）GAG與核心蛋白的連接方式2.合成與裝配：核心蛋白肽鏈合成裝配氨基聚糖（GAG）鏈硫酸化、異構(gòu)化修飾特性：高多態(tài)性高分子量高含糖量（二）蛋白聚糖（PG）（三）GAG和PG的功能彈性、抗壓性，如軟骨糖鏈挺直交錯(cuò)，使其具有選擇滲透性（分子篩），如腎小球基底膜角膜中蛋白聚糖具有透光性抗凝血作用，如肥大細(xì)胞分泌的肝素信息傳遞與組織老化有個(gè)（四）GAG和PG與疾病粘多糖累積病：基因突變引起的先天性缺乏降解氨基聚糖的酶動(dòng)脈粥樣硬化：肝素、軟骨素含量下降而皮膚素升高，易于脂蛋白結(jié)合腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移二、膠原與彈性蛋白膠原纖維彈性纖維（一）膠原（

Collagen）含量最多（25%）、分布廣泛纖維蛋白家族來源：成纖維細(xì)胞軟骨細(xì)胞成骨細(xì)胞上皮細(xì)胞等（一）膠原（

Collagen）（一）膠原（

Collagen）1、膠原的主要類型及分布類型：19種(見表格)由不同的結(jié)構(gòu)基因編碼分布：組織特異性

I﹑III型--皮膚﹑血管壁等

II型--軟骨等

IV型--基底膜（一）膠原（

Collagen）膠原的主要類型（一）膠原（

Collagen）為什么膠原會(huì)呈現(xiàn)周期性橫紋？2、膠原的分子結(jié)構(gòu)三條α多肽鏈組成的三股螺旋結(jié)構(gòu)富含Gly（甘）,Pro（脯）和Lys（賴）三肽重復(fù)序列：

Gly-X-Y

X：Pro；Y：Hypro/Hylys特征性化學(xué)修飾：Pro，Lys羥基化

Lys選擇性糖基化（一）膠原（

Collagen）α鏈及膠原分子（一）膠原（

Collagen）膠原的分子間和分子內(nèi)交聯(lián)（一）膠原（

Collagen）為什么幾百年前，遠(yuǎn)航的船員大多會(huì)因?yàn)榇蟪鲅鴨拭?、膠原的合成裝配與降解來源：成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞等合成：細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞核-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-分泌小泡）裝配：細(xì)胞外降解：細(xì)胞外，膠原酶（一）膠原（

Collagen）（1）細(xì)胞內(nèi)合成核：hnRNA前體--mRNARER：前體鏈--（加前肽）--

前α鏈--（Pro，Lys羥基化）--三螺旋--前膠原Golgi體：前膠原（加工修飾）分泌小泡：前膠原（運(yùn)輸）前肽（propeptide）：不含Gly-X-Y序列，抑制膠原在胞內(nèi)組裝。前膠原（procollagen）：帶有前肽的三股螺旋膠原分子。（一）膠原（

Collagen）（2）細(xì)胞外裝配前膠原--（前肽酶切去前肽）膠原分子（collagenmolecule）--（有序排列）膠原原纖維（collagenfibril）（EM）--（成束）膠原纖維（collagenfiber）（LM）（一）膠原（

Collagen）（3）膠原的胞外降解膠原存在、分布穩(wěn)定，更新轉(zhuǎn)換較慢，半衰期10年降解：膠原酶（collagenase）4、膠原的主要功能構(gòu)成胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)；具有抗拉力的作用；刺激細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞分化。（一）膠原（

Collagen）5、膠原與疾病膠原病壞血?。篤c缺乏導(dǎo)致膠原生成障礙，血管、皮膚等變脆易出血。腫瘤（二）彈性蛋白（elastin）1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高度疏水的非糖基化纖維蛋白富含甘氨酸Gly、脯氨酸Pro很少羥化，無糖基化修飾不含Gly-X-Y重復(fù)序列呈無規(guī)則卷曲狀（二）彈性蛋白（elastin）2、合成與降解彈性纖維（elasticfiber）由彈性蛋白及其表面的微原纖維（microfibils）構(gòu)成。合成與裝配：胞內(nèi)：可溶性彈性蛋白原胞外：分子交聯(lián)裝配成彈性纖維網(wǎng)

降解：彈性蛋白酶（二）彈性蛋白（elastin）3、功能構(gòu)成彈性纖維網(wǎng)絡(luò)的主要成分賦予組織彈性

三、粘著糖蛋白--LN，F(xiàn)N

纖連蛋白fibronectin，F(xiàn)N層粘連蛋白laminin，LN一、纖粘連蛋白1、分子結(jié)構(gòu)由兩個(gè)亞基形成二聚體血漿FN：兩條多肽鏈由二硫鍵交聯(lián)成二聚體細(xì)胞FN：二聚體交聯(lián)形成多聚體含有多種大分子結(jié)合位點(diǎn)一、纖連蛋白一、纖連蛋白含有特殊的短肽序列，可被FN受體識(shí)別

RGD序列：Arg-Gly-Asp

RGDS序列：Arg-Gly-Asp-SerRGD序列：FN及其他ECM中所含有的可被膜整合素識(shí)別的Arg-Gly-Asp三肽序列。FN將細(xì)胞連接到細(xì)胞外基質(zhì)上

一、纖粘連蛋白2、分布廣泛：血漿FN－可溶，血漿；細(xì)胞FN－不溶，ECM、細(xì)胞表面3、功能介導(dǎo)細(xì)胞與ECM的粘著促進(jìn)細(xì)胞遷移促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)和血液凝固（二）層粘連蛋白LN來源：上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肌細(xì)胞等由不同蛋白質(zhì)分子組成的糖蛋白家族與IV型膠原共同構(gòu)成基底膜（BM）1、分子結(jié)構(gòu)三條多肽鏈由二硫鍵交聯(lián)構(gòu)成異構(gòu)三聚體含有多種大分子結(jié)合位點(diǎn)含有RGD序列（二）層粘連蛋白LN2、功能構(gòu)成基底膜（basementmembrane,BM）介導(dǎo)上皮細(xì)胞粘著于基膜影響細(xì)胞粘附、遷移、分化、增殖等（二）層粘連蛋白LN基底膜（BM）滲濾素Ⅳ型膠原層粘連蛋白內(nèi)聯(lián)蛋白基底膜（BM）特化的細(xì)胞外基質(zhì)分布：上皮、內(nèi)皮細(xì)胞的基底部組成：主要由LN、IV型膠原等構(gòu)成作用：隔離細(xì)胞與結(jié)締組織具有分子篩作用

back第二節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的生物學(xué)作用1．影響細(xì)胞的存活、死亡：如上皮細(xì)胞脫離ECM則發(fā)生anoikis，稱定著依賴性。2．決