医学细胞生物学：第十四章细胞外基质及其与细胞的相互作用

1、医学细胞生物学 第十四章 细胞外基质及其与细胞的相互作用 细胞外基质extracellular matrix, ECM：是细胞分泌到细胞外空间的 分泌蛋白和多糖构成的精密有序的网状结构 构成细胞外基质的大分子种类繁多，大致分为三类： 氨基聚糖与蛋白聚糖；胶原和弹性蛋白；非胶原性黏合蛋白： 纤连蛋白和层粘连蛋白 细胞外基质的主要组成成分 从结构表现形式上，细胞外基质主要由凝胶样基质和纤维网架构成 凝胶样基质：氨基聚糖、蛋白聚糖 纤维网架：胶原、弹性蛋白 黏着作用：纤连蛋白、层粘连蛋白 细胞外基质含量因组织种类而不同，上皮、肌组织、脑等含量较少； 结缔组织中细胞外基质含量最大 细胞外基质的组分、组

2、装形式由产生 的细胞决定，并与组织细胞的特殊功能 需要相适应；如角膜的透明柔软片层 细胞外基质 细胞外基质不仅支持、连接、保水、 保护，对细胞行为产生全方位的影响 细胞外基质的主要组成成分 氨基聚糖与蛋白聚糖 氨基聚糖 glycosaminoglycan, GAG 与蛋白聚糖proteoglycan, PG 是一些高分子量的含糖化合物，构成细胞外高度亲水的凝胶，赋予组 织良好的弹性和抗压性 氨基聚糖 氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的直链多糖，过去称“黏多糖” mucopolysaccharide 二糖单位之一：氨基己糖（N-乙酰氨基葡萄糖 / N-乙酰氨基半乳糖） 另一个二糖单位：糖醛酸（葡萄

3、糖醛酸 / 艾杜糖醛酸） 因糖残基上有羧基，故氨基聚糖呈强负电性 细胞外基质的主要组成成分 据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存在的部位，可分为六种： 透明质酸 hyaluronic acid, HA 硫酸软骨素 chondroitin sulfate, CS 硫酸皮肤素 dermatan sulfate, DS 硫酸乙酰肝素 heparan sulfate, HS 肝素 heparin 硫酸角质素 keratan sulfate, KS 细胞外基质的主要组成成分 透明质酸 硫酸软骨素 硫酸皮肤素 硫酸乙酰肝素 滑液、玻璃体滑液、玻璃体 硫酸软骨素 chondroitin sulfate,

4、 CS：软骨、角膜、骨、皮肤、动脉 硫酸皮肤素 dermatan sulfate, DS：皮肤、血管、心、心瓣膜 硫酸乙酰肝素 heparan sulfate, HS：肺、动脉、细胞表面 肝素 heparin：肺、肝、皮肤、肥大细胞 硫酸角质素 keratan sulfate , KS：软骨、角膜、椎间盘 细胞外基质的主要组成成分 透明质酸 氨基聚糖中结构最简单的一种，其二糖单位是N-乙酰氨基葡萄糖和 葡萄糖醛酸 500010000个二糖重复单位排列构成，不发生硫酸化 透明质酸的糖醛酸的羧基带有大量负电荷，其相斥作用使整个分子伸 展膨胀，占据很大的空间 其表面有大量亲水基团，可结合大量水分子，

5、形成凝胶；一个透明质 酸分子可以占据1000倍于自身分子的空间 在有限的空间可产生膨胀压，赋予组织良好的弹性和抗压性 透明质酸是重要的氨基聚糖，在组织创伤、早期胚胎中尤为丰富，促 进细胞迁移和增殖；是胚胎发育早期的空间填充物，用于定形，如心 脏形成；作为关节液的重要成分，有润滑作用 任务完成后，可被透明质酸酶降解 细胞外基质的主要组成成分 蛋白聚糖 1.蛋白聚糖的分子结构 蛋白聚糖 proteoglycan, PG 是由氨基聚糖（透明质酸除外）与核 心蛋白共价形成的高分子复合物 其分子量大，含糖量高，可达分子量的95% 核心蛋白为单链多肽，一条核心蛋白 分子上可连接1100条以上氨基聚糖 （相

6、同或不同的氨基聚糖），形成 蛋白聚糖单体 细胞外基质的主要组成成分 蛋白聚糖单体（虚线框内） 若干个蛋白聚糖单体通过连接蛋白 linker protein，以非共价键与透 明质酸结合，形成蛋白聚糖多聚体 软骨中的蛋白聚糖复合体是已知最巨大分子，其氨基聚糖为硫酸软骨 素和硫酸角质素，糖链130余条，分子量 3109，使软骨具有良好弹 性、抗压性 细胞外基质的主要组成成分 软骨 细胞 细胞外基质的主要组成成分 2.蛋白聚糖的合成和装配 核心蛋白在粗面内质网核糖体上合成，在高尔基体中装配上直链多 糖蛋白聚糖单体 装配时，首先一个专一的四糖(Xyl-Gal-Gal-GlcUA) 结合到核心蛋白 的丝氨

7、酸残基上；然后在糖基转移酶作用下，一个个糖基依次加上， 形成氨基聚糖糖链 细胞外基质的主要组成成分 蛋白聚糖的显著特点多态性：核心蛋白氨基酸序列不同、糖链 长度和成分不同 蛋白聚糖主要根据其二糖单位命名 细胞外基质的主要组成成分 有些蛋白聚糖是质膜的整合蛋白，如连接素 syndecan，存在于成纤 维细胞和上皮细胞质膜中 其核心蛋白以跨膜糖蛋白的方式嵌入质膜 其胞外区连接的硫酸软骨素、硫酸类肝素的GAG糖链，与其他细胞外 基质成分，如胶原、 纤 连蛋白、信号分子结合 其胞内区肽段与膜下 细胞骨架相互作用，可 介导与细胞外基质结合、 或细胞内外信息沟通 细胞外基质的主要组成成分 氨基聚糖与蛋白聚

8、糖的功能 普遍存在于动物各种组织中，结缔组织含量最高 1.使组织具有弹性和抗压性 2.对物质转运有选择渗透性 糖基纵横交错、高度亲水、具有负电性，构成高度水化孔胶样物；孔 的大小和电荷密度，可调节对分子、细胞的通透性，具有分子筛的作 用；如肾小球基底膜中硫酸软骨素蛋白聚糖对原尿的生成具有筛滤作 用 3.角膜中蛋白聚糖具有透光性 硫酸软骨素、硫酸角质素高度硫酸化，使基质脱水变得致密；阻止血 管的形成，使角膜柔软、具有透光性；角质化亦有保护作用 4.氨基聚糖有抗凝血作用 细胞外基质的主要组成成分 肝素蛋白聚糖可与某些凝血因子结合而具有抗凝血作用：肝素蛋白聚 糖常以单体形式存在，由靠近血管的肥大细胞

9、分泌产生，并贮存于肥 大细胞的颗粒中，受到刺激时，释放入血液，结合凝血酶，抑制凝血 因子的作用 5.细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用（如连接素） 6.氨基聚糖和蛋白聚糖与组织老化有关 胚胎发育期，透明质酸合成旺盛，胎儿皮肤中的透明质酸和硫酸软骨 素含量是成人20倍； 随年龄增大逐渐减少，逐渐被硫酸皮肤素所取代 关节软骨中的蛋白聚糖随年龄增加逐渐减少，硫酸软骨素被硫酸角质 素逐渐取代 随个体衰老，蛋白聚糖的糖链比例下降，组织的保水性及弹性减弱 氨基聚糖的阴离子可结合钙离子，在组织的钙化、尤其是骨盐的沉积 中起重要作用 细胞外基质的主要组成成分 氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病 氨基聚糖和蛋白聚糖的降解，

10、可在一系列细胞外酶或溶酶体酶催化下进 行，代谢异常与许多疾病有关； 基因突变引起缺乏降解氨基聚糖的酶(如糖苷酶、硫酸酯酶)，将导致 氨 基聚糖、蛋白聚糖、或降解中间产物在体内堆积，形成黏多糖累积病 mucopolysaccharidoses，如 Hunter综合症 动脉粥样硬化患者的血管内皮细胞表面硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素含量 下降，硫酸皮肤素蛋白聚糖含量升高，容易与低密度脂蛋白结合，导致 脂类的血管壁沉积 氨基聚糖变化、蛋白聚糖异常表达，对肿瘤的发生、发展、转移有重要 意义； 一些肿瘤的透明质酸、硫酸软骨素增多，抑制细胞分化，有利于 细胞迁移、增殖 细胞外基质的主要组成成分 胶原与弹性蛋白

11、胶原 胶原 collagen 是动物体内高度特化的纤维蛋白家族，是人体内含量最 丰富的蛋白质，占蛋白总量的 25%30% 胶原遍布于各种器官和组织，在结缔组织中含量最丰富，是细胞外基质 的框架结构 胶原由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、某些上皮细胞合成并分泌到 细胞外 细胞外基质的主要组成成分 Human collagen fibers 胶原(横切面 电镜) 成纤维细胞 1. 胶原的分子结构 胶原分子为三股螺旋(triple helix)结构，3条多肽链 盘 绕而成，长300nm，直径1.5nm 人类每条肽链约1050 aa，其中Gly占1/3，同时富含 Pro和Lys，这2种氨基酸经常羟基化

12、形成Hypro和Hylys， Lys 选择性糖基化 肽链中的氨基酸组成规律的三肽重复序列Gly-X-Y，X 多为Pro，其环状结构稳定螺旋构象；Y可为任一氨基 酸，多为Hy-pro或Hy-lys；甘氨酸(Gly)是最小氨基酸， 使肽链卷曲成规律的-螺旋，适于在紧密的三股螺旋中 心 肽链的羟基化与糖基化使肽链交联，形成稳定的3-螺 旋结构 细胞外基质的主要组成成分 长300nm， 直径1.5nm 2. 胶原的类型 链是胶原的基本亚单位，目前已发现25种不同的链，26种胶原；不 同的链以不同方式组合成不同类型的胶原 每型胶原由3条相同或不同的链构成，如I型胶原是异源三聚体： 1(I)22(I)，分

13、布于肌腱、皮肤、骨、韧带，形成较粗的纤维束，具 有很强的抗张强度 II型胶原是同源三聚体：1(II)3，存在于软骨中 III型胶原是同源三聚体：1(III)3，存在于皮肤、肌肉、结缔组织，在 血管壁和各种软组织或器官间质形成微细的纤维网，常与I型共分布 IV型胶原是异源三聚体：1(IV)2 2(IV) ，仅存于基底膜，形成二维 网络样结构 细胞外基质的主要组成成分 3. 胶原的合成装配与降解 胶原的分泌：结缔组织的成纤维细胞、间充质来源的成骨细胞、成软骨 细胞、各种上皮细胞、牙本质细胞、神经组织的雪旺氏细胞等 胶原分子的基因很大，约3040kb；人1(I)链的基因含51个外显子，多 数外显子由

14、54个或54倍数个核苷酸组成；推测 I、 II、 III型胶原 链的 基因是由编码54个核苷酸的原始基因复制演化而来； IV型胶原 跟前三 者差别较大 胶原在细胞内的合成 胶原的合成、组装始于内质网，在高尔基体进行修饰，最后在细胞外组 装成胶原纤维，具体步骤如下： 细胞核内： 链的基因转录成hnRNA，经过剪接、加工形成mRNA； 粗面内质网：表面的核糖体上翻译成前体肽链；进入内质网腔，切去 信号肽，然后在肽链两端加上前肽，形成前链(pro- chains) ； 细胞外基质的主要组成成分 粗面内质网腔：前链中的Pro和Lys 被羟化成 Hypro和Hylys；3条 前链C端前肽形成二硫键交联，

15、使3条前链对齐，从C端向N端聚合 成带前肽的三股螺旋结构前胶原 procollagen 高尔基体：前胶原分子囊泡运进高尔基体，进一步加工修饰，被包入 分泌小泡，分泌到细胞外 胶原在细胞外的装配 在分泌过程中，前胶原分子一旦暴露于细胞外，就被前肽酶切去N端、 C端的前肽序列，形成直径1.5nm，长300nm的胶原分子collagen molecule 胶原分子在细胞外进一步按相邻分子相错1/4 长度(约67nm)，前后分 子首尾相隔 35nm 自我装配成明暗相间、直径1030nm 的胶原原纤 维 collagen fibril 细胞外基质中，胶原原纤维常聚集成束，形成直径数微米、光镜下可 见的胶

16、原纤维 collagen fiber 细胞外基质的主要组成成分 前链的合成 选择性羟基化 选择性糖基化 3条链的自组装 三螺旋的前胶原分子形成 分泌 前肽的剪接 自组装成 胶原原纤维 聚集成胶原纤维 二硫键 胶原的合成装配（I-III型） 前肽 细胞外基质的主要组成成分 共价键 螺旋胶原分子在细胞外 基质组装： 相邻分子相错1/4长度， 约67nm，前后分子相距 约35nm，聚合形成 明 暗相间 的胶原原纤维 细胞外基质的主要组成成分 细胞外基质的主要组成成分 前链前胶原 胶原分子 胶原原纤维胶原纤维 细胞内发生的事件细胞外发生的事件 胶原的合成装配（I-III型） 前链(pro-chains

17、)，带有信号肽和前肽 propeptide（不 含 Gly-X-Y 结构） 去除信号肽; 选择性羟基化、糖基化 C-端前肽借二硫键形成链间交联，使3条对齐排列，3条 链 以氢键相连，形成三股螺旋，前肽部分不螺旋，即 前胶原(pro-collagen) 分泌到细胞外; 去除前肽; 相邻分子 相错1/4长度，约 67nm，前后分子 相距约35nm，聚合形成明暗相间的纤 维，即 胶原原纤维(collagen fibril) 细胞外基质中聚集成束，形成 胶原纤维(collagen fiber) 内质网、 高尔基体 细胞外 细胞外基质的主要组成成分 IV型胶原： 三股肽链不含 规则的(Gly-x-y)

18、三肽重复 序列 IV型胶原构成基膜骨架 不形成 螺旋结构 前胶原分子的前肽不被切除 C-端“头对头”形成二聚体 几个二聚体再交联形成网络 结构，构成基膜的骨架 细胞外基质的主要组成成分 细胞外基质的主要组成成分 细胞外基质的主要组成成分 胶原的降解 胶原的更新转换很慢，成年人骨中的胶原分子，半衰期达10年；一般 的蛋白质半衰期为数小时或数天 胶原分子可被胶原酶collagenase 降解，胶原酶的活化与抑制对胶原 的转换率具有重要作用 活化胶原酶：创伤组织、癌变组织；蛋白酶、纤溶酶；糖皮质激素 抑制胶原酶：结缔组织合成胶原酶抑制剂；雌二醇、黄体酮抑制子宫 胶原降解 4.胶原的功能 胶原在不同组

19、织中行使不同功能 皮下结缔组织中，抵抗拉力；肌腱具有很强韧性，承受巨大拉力；骨、 角膜的胶原呈胶合板样多片层，透明而又有一定强度；III型胶原纤维 网，包绕腺泡、肌肉；IV型胶原基底膜网架结构 细胞外基质的主要组成成分 胶原与细胞外基质各种成分结合，组织细胞外基质，结合细胞表面受 体，连接组织、器官 胶原与细胞的增殖和分化有关 人体细胞绝大多数是贴附依赖性细胞，胶原为主的细胞外基质为细胞 的增殖起刺激促进作用 胶原能诱导细胞分化，在不同胶原上，干细胞被诱导成不同类型细胞： I型胶原：成纤维细胞、II型胶原：软骨细胞、IV型胶原：上皮细胞 哺乳动物在发育的不同阶段表达不同类型的胶原 胎儿皮肤表达

20、大量型胶原，渐被I型胶原取代；皮肤损伤， 型胶原 含量上升 成熟组织胶原稳定，在炎症和创伤修复时，胶原表达呈现胚胎特点： 胶原分子间缺乏交联 人体衰老，胶原分子交联增多，胶原纤维结构变得紧密，导致人体组 织变得僵硬 细胞外基质的主要组成成分 5.胶原与疾病 各组织中胶原的含量、结构、类型、比例、代谢异常均可导致胶原病 collagen disease 维生素C缺乏导致坏血病 胶原形成过程中，链的羟基化和糖基化，是肽链间交联形成稳定 3 -螺旋的必须条件，此过程需要酶和多种辅助因子(Vc、Fe2+、-酮 戊二酸)的参与。缺乏辅助因子，羟化受阻，分子交联失败，导致非 羟化的链在细胞内被降解，皮肤、

21、血管变脆坏血病 遗传性胶原病 胶原分子基因突变导致表达和装配的异常遗传性胶原病 如：I型胶原合成障碍导致成骨发育不全综合症，骨骼发育不良，四肢 短小，易骨折 II型胶原基因突变导致软骨异常，骨和关节发育异常 细胞外基质的主要组成成分 爱-唐综合症，胶原基因突变导致胶原N端延长或没有切去前肽，使胶 原结构细长、无规则，骨骼、肌腱缺乏刚性，关节活动过度，皮肤、 肌腱、血管变脆 胶原表达过度，可造成肝、肺、皮肤病理性纤维化；从正常含量的 5%10%上升到50% 免疫性胶原病 人体免疫组织在正常状况下，对自身的胶原组织有免疫耐受性；此特 性丧失导致自身免疫性胶原组织损伤，如类风湿性关节炎、慢性肾炎 等

22、；免疫复合物在胶原组织沉淀，引起炎症反应 细胞外基质的主要组成成分 弹性蛋白 弹性蛋白 elastin 是构成细胞外基质中弹性纤维网络的主要成分，是 高度疏水的非糖基化纤维蛋白，分布于皮肤、大动脉、肺等 其肽链含830左右aa，富含脯氨酸、甘氨酸，很少羟基化，不含羟赖 氨酸，无糖基化修饰 细胞外基质的主要组成成分 肽链不含Gly-x-y 三肽重复序列，不形 成三股螺旋，而呈无规则的卷曲 肽链主要由两类短肽交替排列：疏水 性短肽，赋与分子弹性；螺旋短肽， 富含丙氨酸、赖氨酸，在相邻分子间形 成交联 Elastic fiber Single elastin molecule 交联键交联键 细胞外基

23、质的主要组成成分 弹性蛋白以可溶性弹性蛋白原tropoelastin 的形式，分泌到细胞外， 并通过赖氨酸残基之间相互交联装配形成弹性纤维网 弹性蛋白的无规则卷曲和高度交联，使之弹性伸长、回缩能力强，比 同样横截面橡皮条弹性高5倍 胶原纤维与弹性纤维相互交织，限制伸展程度，防止组织断裂 弹性蛋白是动脉中含量最高的细胞外基质蛋白，占主动脉干重50%， 其基因突变可导致动脉壁平滑肌细胞过度增殖，引起动脉狭窄 老年组织中，弹性蛋白生成减少，降解增强，组织失去弹性 细胞外基质的主要组成成分 弹性纤维elastic fiber 并非单 纯由弹性蛋白构成，弹性蛋白 表面包绕 一层糖蛋白组成的 微原纤维mi

24、crofibrils，其中 较大的糖蛋白原纤蛋白 fibrillin 是保持弹性纤维完整 所必需的成分； 其基因突变，可导致马凡氏综 合症Marfans syndrome： 结缔组织弹性纤维受损，严重 者主动脉易破裂。 细胞外基质中的非胶原性黏合蛋白 非胶原性黏合蛋白共同特点：既与细胞结合，又与细胞外基质其他分子 结合，故而使细胞与细胞外基质相互黏着，是细胞外基质中的黏合蛋白 目前发现了数十种黏合糖蛋白，在结构上具有多个结构域，结合细胞或 其他细胞外基质；它们是细胞外基质的组织者，对细胞存活、形态、黏 着、铺展、迁移、增殖、分化有直接影响 研究的最清楚的两种是：纤连蛋白、层粘连蛋白 纤连蛋白广

25、泛存在于动物组织中 纤连蛋白fibronectin, FN 最早发现的细胞外基质黏合蛋白，是高分子量 糖蛋白，其糖含量因组织不同、分化不同而有差异： 4.5% 9.5% 细胞外基质的主要组成成分 纤连蛋白有两种存在形式： 可溶性纤连蛋白，存在于血浆、各种体液，由肝实质细胞分泌产生， 称血浆纤连蛋白 不溶性纤连蛋白，存在于细胞外基质(包括基底膜)、细胞表面，由 间质细胞分泌产生，称细胞纤连蛋白 1. 纤连蛋白的分子结构 各种纤连蛋白均由相似的亚单位(分子量220250kD)组成；血浆纤连蛋 白由两条相似的肽链形成二聚体dimer(450kD)，两条肽链在C端形成二 硫键交联，呈V字形；细胞纤连蛋

26、白为二聚体交联形成的多聚体 不同组织的纤连蛋白亚单位在结构上稍有差别，每条肽链2450个左右 aa，构成 57个有特定功能的结构域，结构域之间的肽段可以折曲， 对蛋白酶敏感；可通过胰蛋白酶水解，分离结构域用以研究。 细胞外基质的主要组成成分 人的FN分子 含有两条相似 多肽，两多肽 由C端二硫键 相连 研究证明，不同结构域含不同大分子结合位点，与不同 大分子或细胞表面受体结合，是多功能分子 纤连蛋白可结合：胶原、肝素、纤维蛋白、血小板反应 蛋白、凝血因子、多胺、DNA等 纤连蛋白的肽链中具有三肽序列 Arg-Gly-Asp (RGD)，是细胞表面 各种FN受体识别并结合的最小单位， 但并非FN

27、所特有 人体鉴定的纤连蛋白亚基有20多种， 是同一基因编码，人纤连蛋白编码 基因有50个以上的外显子和内含子， 转录后拼接不同形成的多种异型分子，具有不同生物学功能 细胞外基质的主要组成成分 FN电镜 2.纤连蛋白的功能 纤连蛋白与细胞的形状、黏着、迁移、增殖、分化及创伤修复、肿瘤 转移均关系密切 介导细胞与细胞外基质间的黏着 纤连蛋白分子的多结构域以及排列特点，使它同时跟多种细胞外基质 生物大分子结合，并介导细胞与细胞外基质、细胞之间的相互黏着 通过与黏着斑的作用，调节细胞的形状、细胞骨架的装配，促进细胞 铺展，加速细胞的增殖和分化 纤连蛋白与细胞的迁移 细胞的迁移依赖于细胞的黏附、去黏附，

28、细胞骨架的组装、去组装 在黏着斑处，整合素通过纤连蛋白介导细胞与细胞外基质黏附；并通 过黏着斑的形成与解离，影响细胞骨架的组装与去组装，促进细胞的 迁移运动 细胞外基质的主要组成成分 胚胎发育早期，细胞分泌的大量纤连蛋白，促进细胞迁移；如果注射 纤连蛋白抗体、或含RGD序列的短肽竞争结合，就阻断细胞迁移 纤连蛋白在组织创伤修复中的作用 血浆中的纤连蛋白能促进血液凝固、伤口面的修复 在组织创伤修复中，血浆纤连蛋白之间结合，在伤口处吸引成纤维细 胞、平滑肌细胞、内皮细胞向伤口迁移，形成肉芽组织，然后形成瘢 痕；同时刺激上皮细胞增生，修复创面 细胞外基质的主要组成成分 3. 纤连蛋白与疾病 血浆纤连

29、蛋白主要来自肝细胞，少量来自血管内皮细胞，当肝坏死、重 度肝炎、肝硬化、肝癌时，血浆纤连蛋白显著降低，血液凝固、创伤修 复受到一定影响 纤连蛋白与肾小球肾炎有关，肾小球基底膜中含有大量纤连蛋白，当 DNA、金黄色葡萄球菌、链球菌、胶原、纤维蛋白的降解产物，直接或 以免疫复合物的形式，与纤连蛋白结合，沉积在肾小球基底膜上，引起 肾小球肾炎 而血浆中纤连蛋白与上述降解产物、免疫复合物结合，被巨噬细胞表面 受体识别而清除，对肾脏起保护作用 在创伤修复中，局部纤连蛋白过度表达，导致瘢痕过度形成 恶性肿瘤细胞表面的纤连蛋白受体异常，细胞黏着能力下降，使细胞容 易分散、转移 细胞外基质的主要组成成分 层粘

30、连蛋白 层粘连蛋白 laminin, LN 是胚胎发育过程中出现最早的细胞外基质成分， 也是基底膜主要结构组分之一 1. 层粘连蛋白的分子结构 是一种高分子量糖蛋白，含糖量1328%； 820850kD，70nm 长 由、 三条不同肽链组成的异三聚体，一条重链 与两条轻链 、 借二硫键相连，呈不对称十字结构：三条短臂(N-端)、一条长臂 细胞外基质的主要组成成分 -链 球形结构域 缠绕的 -螺旋结构域 domain -链 -链 、 短臂上有 2个球形结构域和一个短杆区；短臂上有 23个球形 结构域及2个短杆区；长臂由3条肽链的近C端肽链形成，长臂末端的 大球区仅由 链的C端肽链卷曲而成 层粘连

31、蛋白分子存在多个结构域，有与多种物质结合的位点，如 IV型 胶原、硫酸乙酰肝素、肝素、脑苷脂、神经节苷脂等和细胞表面受体 蛋白 已证明层粘连蛋白至少有 8个与细胞结合的位点，可与上皮细胞、内 皮细胞、成纤维细胞、神经元、神经鞘细胞、肿瘤细胞等结合；层粘 连蛋白上还有与化脓性链球菌等原核细胞结合的位点 层粘连蛋白由附着在基底膜上的上皮细胞、内皮细胞，基底膜包绕的 肌细胞分泌产生 层粘连蛋白是个蛋白质大家族，已鉴定出 8种不同一级结构序列的LN 亚单位，构成7种不同的层粘连蛋白 8种亚单位由8个结构基因编码，有组织、分化特异性 细胞外基质的主要组成成分 2. 层粘连蛋白的功能 层粘连蛋白是基底膜的

32、主要成分，构建组装基底膜的基本框架 层粘连蛋白上有RGD三肽序列，可被上皮细胞、内皮细胞、神经细胞、肌 细胞、多种肿瘤细胞识别结合，从而将细胞黏附在基底膜上，促进细胞生 长，并铺展成一定形态 通过与细胞的相互作用，直接或间接控制细胞活动，如细胞黏附、迁移、 分化、增殖、凋亡、基因表达等 在早期胚胎发育中有重要意义：保持细胞间黏附、细胞极性、细胞分化 层粘连蛋白有助于神经元体外存活，在缺乏神经生长因子时，促进中枢、 外周神经元轴突生长 细胞外基质的主要组成成分 3. 层粘连蛋白与疾病 层粘连蛋白在体内的合成、降解异常与许多疾病有关；如糖尿病有广泛 的基底膜改变；糖尿病性肾病肾小球基底膜中层粘连蛋

33、白含量降低，血 清和尿中出现层粘连蛋白、 IV型胶原的降解产物 一些疾病与层粘连蛋白自身免疫反应有关，如链球菌感染导致的肾小 球肾炎患者，血中出现抗层粘连蛋白抗体，引起自身免疫反应，使肾小 球基底膜受损 在扩张性心肌病、心肌炎患者血中检测到抗层粘连蛋白的抗体 层粘连蛋白促进肿瘤细胞的生长、转移 细胞外基质的主要组成成分 基膜/基底膜 basal lamina或basement membrane 是细胞外基质的特 化结构形式，是一种柔软、坚韧的网膜结构，一般厚40120 nm 基底膜的分布 位于上皮细胞或内皮细胞基底部，或包绕在肌细胞、雪旺氏细胞周围， 将细胞与结缔组织隔离 基底膜的组成成分 基

34、底膜的细胞外基质成分，由位于基底膜的细胞分泌产生，主要由4 种 成分组成： IV型胶原、层粘连蛋白、内联蛋白、渗滤素 细胞外基质的特化结构基底膜 Basal lamina 结缔组织 肌细胞膜 结缔组织Basal lamina上皮细胞Basal lamina 内皮细胞 血液 细胞外基质的主要组成成分 基底膜的组成成分 基底膜的细胞外基质成分，由位于基底膜的细胞分泌产生，主要由4 种成 分组成： IV型胶原、层粘连蛋白、内联蛋白、渗滤素 1. IV型胶原 400nm 长的螺旋肽链结构，被非螺旋结构隔断24次，为IV型胶原分子提 供了柔韧性 IV型胶原分子通过C端球状头部之间 的非共价键，以及N端尾部的共价交联， 形成基底膜基本框架的二维网络结构 细胞外基质的特化结构基底膜 2. 层粘连蛋白 在