医学专题—-细胞外基质课件

1、医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第5章 细胞外基质 第一页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质 细胞外基质的成分(chng fn)胶原纤连蛋白层粘连(zhnlin)蛋白蛋白聚糖第二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质细胞外基质(extracellular matrix)概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖(du tn) 构成的网络结构，与细胞构成组织和器官分布：结缔上皮、神经、肌组织 组织差异性来源：成纤维细胞（主） 特化组织细胞第三页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第四页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质结缔组

2、织(jid-zzh)中的成纤维细胞第五页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质u一、蛋白聚糖： 1.糖胺聚糖 凝胶样基质 2.蛋白聚糖u二、结构蛋白(dnbi)： 1.胶原 纤维网架 2.弹性蛋白u三、非胶原糖蛋白： 1.纤连蛋白 黏着作用 2.层粘连蛋白 细胞外基质组成(z chn)第六页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质1、物理学功能： 支持、连接、保护、保水、抗压、营养作用。2、生物学作用： ECM对细胞的影响作用：形态、增殖、分化、黏着和迁移等。 细胞对ECM的决定性作用：产生、分子(fnz)组装、分布、降解。细胞外基质功能(gngnng)第七页，共六十

3、七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质糖胺聚糖（GAG）与蛋白聚糖（PG）第八页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质糖胺聚糖（GAG）与蛋白聚糖（PG）u高分子量的含糖化合物 糖胺聚糖：重复二糖单位(dnwi)构成 蛋白聚糖：核心蛋白+糖胺聚糖u构成亲水性凝胶u赋予组织弹性、抗压性第九页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质糖胺聚糖结构(jigu)透明质酸（HA）第十页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质氨基聚糖二糖单位硫酸基分布组织透明质酸葡萄糖醛酸-N乙酰氨基葡萄糖0结缔组织、皮肤、软骨、玻璃体、滑液硫酸软骨素葡萄糖醛酸-N乙酰氨基半乳糖

4、0.2-2.3软骨、角膜、骨、皮肤、动脉硫酸皮肤素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸；N-乙酰氨基半乳糖1.0-2.0皮肤、血管、心、心瓣膜硫酸乙酰肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸；N-乙酰氨基葡萄糖0.2-3.0肺、动脉、细胞表面肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸；N-乙酰氨基葡萄糖2.0-3.0肺、肝、皮肤、肥大细胞硫酸角质素半乳糖；N-乙酰氨基葡萄糖0.9-1.8软骨、角膜、椎间盘糖胺聚糖的分子(fnz)特性及组织分布第十一页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质透明质酸（HA）u结构：最简单 不发生硫酸化 含有大量亲水基团、负电荷u形态：呈无规则卷曲状u降解(jin ji)：透明质酸酶u 功能：赋

5、予组织弹性、抗压性 促进细胞迁移、增殖第十二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质蛋白聚糖(proteoglycan,PG)u1、结构： 糖胺聚糖(HA除外) 与核心蛋白共价(n ji)结合成 uGAG（除HA） PG（单体） 核心蛋白 连接蛋白 PG（多聚体） HA 第十三页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质u2.合成与装配： 核心蛋白肽链合成 装配糖胺聚糖（GAG）链 硫酸(li sun)化、异构化修饰u特性：高多态性 高分子量 高含糖量蛋白聚糖(proteoglycan,PG)第十四页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第十五页，共六十七

6、页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第十六页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质蛋白聚糖(PG)多聚体 108Da以上(yshng)核心(hxn)蛋白连接蛋白，透明质酸与核心蛋白以非共价键形式(xngsh)结合硫酸软骨素糖链硫酸角质素透明质酸核心 有一些蛋白聚糖只有1-15条糖胺聚糖链，肾小球基膜中的蛋白聚糖，只有2-15条硫酸乙酰肝素链，其糖链可与胶原、层黏连蛋白、纤连蛋白结合，共同构成基膜的网络结构。成纤维细胞分泌的PG，只有一条糖胺聚糖链。软骨中巨大蛋白多糖多聚体第十七页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第十八页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞

7、外细胞外基质基质 u 使组织具有弹性和抗压性u 对物质转运(zhun yn)有选择渗透性u 角膜中蛋白聚糖具有透光性u 细胞表面蛋白聚糖有传递信息作用u 与组织老化有关蛋白聚糖功能(gngnng)第十九页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质GAGGAG和和PGPG与疾病与疾病(jbng)(jbng)u黏多糖累积黏多糖累积(lij)(lij)病：病：HunterHunter综合征综合征u动脉粥样硬化动脉粥样硬化u肿瘤的发生、侵袭和转移肿瘤的发生、侵袭和转移第二十页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原与弹性胶原与弹性(tnxng)(tnxng)蛋白蛋白第二十一页

8、，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质 胶原纤维胶原纤维 弹性弹性(tnxng)(tnxng)纤维纤维第二十二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原（胶原（ CollagenCollagen）u含量最多（含量最多（25%25%）、分布广泛）、分布广泛u纤维蛋白家族纤维蛋白家族(jiz)(jiz)u来源：成纤维细胞来源：成纤维细胞 软骨细胞软骨细胞 成骨细胞成骨细胞 上皮细胞等上皮细胞等第二十三页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外基质细胞外基质第二十四页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外基质细胞外基质第二十五页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外

9、基质基质胶原的主要类型胶原的主要类型(lixng)(lixng)及分布及分布u类型类型(lixng)(lixng)：2727种种 （4242种种链）链） 由不同的基因编码由不同的基因编码u分布：组织特异性分布：组织特异性 I IIIIIII型型-皮肤皮肤血管壁等血管壁等 II II型型-软骨等软骨等 IVIV型型-基膜基膜第二十六页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原类型(lixng)及分布第二十七页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质为什么胶原会呈现(chngxin)周期性横纹？第二十八页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原的分子结构胶

10、原的分子结构(fn z ji u)(fn z ji u)u三条三条(sn tio)(sn tio)多肽链组成的三股螺旋结构多肽链组成的三股螺旋结构 富含富含GlyGly（甘）（甘）,Pro,Pro（脯）和（脯）和LysLys（赖）（赖）u三肽重复序列：三肽重复序列： Gly - X - Y Gly - X - Y X X：ProPro；Y Y：Hypro/HylysHypro/Hylysu特征性化学修饰：特征性化学修饰：ProPro，LysLys羟基化羟基化 Lys Lys选择性糖基化选择性糖基化第二十九页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质链及胶原分子链及胶原分子(fnz)(

11、fnz)第三十页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第三十一页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原的合成装配胶原的合成装配(zhungpi)(zhungpi)与降解与降解u来源：成纤维细胞来源：成纤维细胞(xbo)(xbo)、软骨细胞、软骨细胞(xbo)(xbo)、成骨细胞、成骨细胞(xbo)(xbo)、上皮细胞上皮细胞(xbo)(xbo)等等u 合成：细胞内（细胞核合成：细胞内（细胞核- -内质网内质网- -高尔基体高尔基体- -分泌小泡）分泌小泡）u 装配：细胞外装配：细胞外u降解：细胞外降解：细胞外第三十二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外

12、基质基质细胞细胞(xbo)(xbo)内合成内合成u 核：核： mRNAmRNAu RERRER：前：前链链糖基化、二硫键糖基化、二硫键前胶原（前胶原（3 3股螺旋股螺旋(luxun)(luxun)）u GolgiGolgi体：前胶原（加工修饰）体：前胶原（加工修饰）u分泌小泡：前胶原（运输）分泌小泡：前胶原（运输）u 前肽（前肽（propeptidepropeptide）：不含）：不含Gly-X-YGly-X-Y序列，抑制胶原在胞内组装。序列，抑制胶原在胞内组装。u 前胶原（前胶原（procollagenprocollagen）：带有前肽的三股螺旋胶原分子。）：带有前肽的三股螺旋胶原分子。第三

13、十三页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质细胞细胞(xbo)(xbo)外装配外装配u前胶原前胶原-（前肽酶切去前肽）（前肽酶切去前肽）u 胶原分子胶原分子(fnz)(fnz)（collagen moleculecollagen molecule）-（有序排列）（有序排列）u胶原原纤维（胶原原纤维（collagen fibrilcollagen fibril）（）（EMEM） -（成束）（成束）u 胶原纤维（胶原纤维（collagen fibercollagen fiber）（）（LMLM）第三十四页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第三十五页，共六十七页。医学

14、专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原的胞外降解胶原的胞外降解(jin ji)(jin ji)u胶原存在、分布稳定胶原存在、分布稳定(wndng)(wndng)，更新转换较慢，更新转换较慢u降解：胶原酶（降解：胶原酶（collagenasecollagenase）第三十六页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原的主要胶原的主要(zhyo)(zhyo)功能功能u构成胞外基质的骨架结构；构成胞外基质的骨架结构；u具有抗拉力的作用；具有抗拉力的作用；u刺激刺激(cj)(cj)细胞增殖，诱导细胞分化；细胞增殖，诱导细胞分化；u不同阶段表达不同胶原。不同阶段表达不同胶原。第三十七页，共

15、六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质胶原与疾病胶原与疾病(jbng)(jbng)u胶原病胶原病 坏血病坏血病 遗传性胶原病遗传性胶原病 免疫性胶原病免疫性胶原病u肿瘤侵袭肿瘤侵袭(qnx)(qnx)与转移与转移 第三十八页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外基质细胞外基质为什么几百年前，远航为什么几百年前，远航(yun hn)(yun hn)的船的船员大多会因为大出血而丧命？员大多会因为大出血而丧命？第三十九页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质 弹性皮肤人，皮肤过渡松弛(sn ch)症。是由于胶原装配不正确引起的遗传综合征，在某些个体中是由于缺乏前肽酶引起的，不

16、能将前胶原转变成胶原蛋白。第四十页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质弹性弹性(tnxng)(tnxng)蛋白（蛋白（elastinelastin）第四十一页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质弹性蛋白弹性蛋白(dnbi)(dnbi)（elastinelastin）：结构特点）：结构特点u高度疏水的非糖基化纤维蛋白(xin wi dn bi)u富含Gly、Prou很少羟化，无糖基化修饰u不含Gly-X-Y重复序列u呈无规则卷曲状第四十二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质u合成与装配：合成与装配： 胞内：可溶性原弹性蛋白胞内：可溶性原弹性蛋白

17、胞外：分子交联装配成弹性纤维网胞外：分子交联装配成弹性纤维网 u降解：弹性蛋白酶降解：弹性蛋白酶u弹性纤维（弹性纤维（elastic fiberelastic fiber）由弹性蛋白及其表面的）由弹性蛋白及其表面的微原纤维（微原纤维（microfibilsmicrofibils）构成。）构成。u原纤维蛋白原纤维蛋白(xin wi dn bi)(xin wi dn bi)（fibrillinfibrillin）：保持弹性纤）：保持弹性纤维完整性（马凡综合征）。维完整性（马凡综合征）。弹性蛋白(dnbi)（elastin）：合成与降解第四十三页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质u

18、构成弹性纤维构成弹性纤维(xinwi)(xinwi)网络的主要成分网络的主要成分u赋予组织弹性赋予组织弹性 弹性蛋白(dnbi)（elastin）：功能第四十四页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第四十五页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质u粘着糖蛋白： 纤连蛋白 (fibronectin，FN) 层粘连蛋白 (laminin，LN)u功能：连接(linji)细胞与细胞外基质非胶原糖蛋白第四十六页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第四十七页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质 FN LN第四十八页，共六十七页。医学专题医学专

19、题-细胞外细胞外基质基质u分布：上皮细胞、内皮细胞、肌细胞和脂肪细胞等。u结构：高分子量糖蛋白；异三聚体；已发现(fxin)15种FN。u基膜：与IV型胶原等共同构成基膜。u功能：参与细胞分化、黏附、迁移和增殖。u疾病：糖尿病性肾病等。层粘连(zhnlin)蛋白（Laminin，LN）第四十九页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外基质细胞外基质第五十页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外基质细胞外基质层粘连层粘连(zhnlin)(zhnlin)蛋白蛋白u 三条多肽链由二硫键交联三条多肽链由二硫键交联构成异构三聚体构成异构三聚体u含有含有(hn yu)(hn yu)多种大分子结多种大分子结合

20、位点合位点u 含有含有RGDRGD序列序列第五十一页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质链链 链胶原或硫酸(li sun)化膜脂结合部位IV型胶原结合部位硫酸(li sun)化膜脂结合部位细胞(xbo)表面受体结合部位神经轴突表面受体结合部位是与肝素结合的部位，第五十二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第五十三页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质层粘连(zhnlin)蛋白 基膜的主要蛋白成分，也是基膜的组织者；型胶原巢蛋白 (entactin) 渗滤素 (perlecan)基膜组成(z chn)与分布第五十四页，共六十七页。医学专题医学专题

21、-细胞外细胞外基质基质第五十五页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质基膜的结构(jigu)组成第五十六页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质纤连蛋白（纤连蛋白（FNFN）u分布广泛分布广泛(gungfn)(gungfn)： 血浆血浆FNFN可溶，血浆；可溶，血浆； 细胞细胞FNFN不溶，不溶，ECMECM、细胞表面、细胞表面u分子结构：分子结构：由两个亚基形成二聚体由两个亚基形成二聚体 血浆血浆FNFN：两条多肽链由二硫键交联成二聚体：两条多肽链由二硫键交联成二聚体 细胞细胞FNFN：二聚体交联形成多聚体：二聚体交联形成多聚体u含有多种大分子结合位点含有多种大分

22、子结合位点第五十七页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质纤连蛋白纤连蛋白第五十八页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质纤连蛋白纤连蛋白u含有特殊的短肽序列含有特殊的短肽序列(xli)(xli)，可被，可被FNFN受体识别受体识别 RGDRGD序列：序列：Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp RGDSRGDS序列：序列：Arg-Gly-Asp-SerArg-Gly-Asp-Seru RGDRGD序列：序列：FNFN及其他及其他ECMECM中所含有的可被整联蛋白识别的中所含有的可被整联蛋白识别的Arg-Gly-Arg-Gly-AspAsp三肽序列。三肽序列。

23、第五十九页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质第六十页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质FNFN将细胞将细胞(xbo)(xbo)连接到细胞连接到细胞(xbo)(xbo)外基质上外基质上 第六十一页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质纤连蛋白功能纤连蛋白功能(gngnng)(gngnng)u介导细胞介导细胞(xbo)(xbo)与与ECMECM的黏着的黏着u促进细胞迁移促进细胞迁移u促进创面修复和血液凝固促进创面修复和血液凝固第六十二页，共六十七页。医学专题医学专题-细胞外细胞外基质基质纤连蛋白与疾病纤连蛋白与疾病(jbng)(jbng)u肝脏疾病与血浆肝脏疾病与血浆(xujing)(xujing)FNFNu肾小球肾炎与基膜肾小球肾炎与基膜FNFNu创伤愈合中创伤愈合中FNFN过度表达过度表达u恶性肿瘤细胞中恶性肿瘤细胞中FNFN