2022年医学专题-第5章-细胞外基质

第5章细胞外基质

第一页，共六十七页。

细胞外基质的成分(chéngfèn)胶原纤连蛋白层粘连(zhānlián)蛋白蛋白聚糖第二页，共六十七页。细胞外基质(extracellularmatrix)概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖(duōtánɡ)

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。第四页，共六十七页。结缔组织(jiédì-zǔzhī)中的成纤维细胞第五页，共六十七页。一、蛋白聚糖：1.糖胺聚糖凝胶样基质

2.蛋白聚糖二、结构蛋白(dànbái)：1.胶原纤维网架

2.弹性蛋白三、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(zǔchénɡ)第六页，共六十七页。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(fēnzǐ)组装、分布、降解。细胞外基质功能(gōngnéng)第七页，共六十七页。糖胺聚糖（GAG）与蛋白聚糖（PG）第八页，共六十七页。糖胺聚糖（GAG）与蛋白聚糖（PG）高分子量的含糖化合物－－糖胺聚糖：重复二糖单位(dānwèi)构成

蛋白聚糖：核心蛋白+糖胺聚糖构成亲水性凝胶赋予组织弹性、抗压性第九页，共六十七页。糖胺聚糖结构(jiégòu)透明质酸（HA）第十页，共六十七页。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(fēnzǐ)特性及组织分布第十一页，共六十七页。透明质酸（HA）结构：最简单不发生硫酸化含有大量亲水基团、负电荷形态：呈无规则卷曲状降解(jiànɡjiě)：透明质酸酶功能：赋予组织弹性、抗压性促进细胞迁移、增殖第十二页，共六十七页。蛋白聚糖(proteoglycan,PG)1、结构：

糖胺聚糖(HA除外)与核心蛋白共价(ɡònɡjià)结合成

GAG（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。2.合成与装配：核心蛋白肽链合成装配糖胺聚糖（GAG）链硫酸(liúsuān)化、异构化修饰特性：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。第十五页，共六十七页。第十六页，共六十七页。蛋白聚糖(PG)多聚体108Da以上(yǐshàng)核心(héxīn)蛋白连接蛋白，透明质酸与核心蛋白以非共价键形式(xíngshì)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。第十八页，共六十七页。

使组织具有弹性和抗压性

对物质转运(zhuǎnyùn)有选择渗透性

角膜中蛋白聚糖具有透光性

细胞表面蛋白聚糖有传递信息作用

与组织老化有关蛋白聚糖功能(gōngnéng)第十九页，共六十七页。GAG和PG与疾病(jíbìng)黏多糖累积(lěijī)病：Hunter综合征动脉粥样硬化肿瘤的发生、侵袭和转移第二十页，共六十七页。胶原与弹性(tánxìng)蛋白第二十一页，共六十七页。

胶原纤维弹性(tánxìng)纤维第二十二页，共六十七页。胶原（Collagen）含量最多（25%）、分布广泛纤维蛋白家族(jiāzú)来源：成纤维细胞软骨细胞成骨细胞上皮细胞等第二十三页，共六十七页。第二十四页，共六十七页。第二十五页，共六十七页。胶原的主要类型(lèixíng)及分布类型(lèixíng)：27种（42种α链）由不同的基因编码分布：组织特异性I﹑III型--皮肤﹑血管壁等

II型--软骨等

IV型--基膜第二十六页，共六十七页。胶原类型(lèixíng)及分布第二十七页，共六十七页。为什么胶原会呈现(chéngxiàn)周期性横纹？第二十八页，共六十七页。胶原的分子结构(fēnzǐjiéɡòu)三条(sāntiáo)α多肽链组成的三股螺旋结构富含Gly（甘）,Pro（脯）和Lys（赖）三肽重复序列：Gly-X-YX：Pro；Y：Hypro/Hylys特征性化学修饰：Pro，Lys羟基化Lys选择性糖基化第二十九页，共六十七页。α链及胶原分子(fēnzǐ)第三十页，共六十七页。第三十一页，共六十七页。胶原的合成装配(zhuāngpèi)与降解来源：成纤维细胞(xìbāo)、软骨细胞(xìbāo)、成骨细胞(xìbāo)、上皮细胞(xìbāo)等合成：细胞内（细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡）装配：细胞外降解：细胞外第三十二页，共六十七页。细胞(xìbāo)内合成核：mRNARER：前α链—糖基化、二硫键—前胶原（3股螺旋(luóxuán)）Golgi体：前胶原（加工修饰）分泌小泡：前胶原（运输）前肽（propeptide）：不含Gly-X-Y序列，抑制胶原在胞内组装。前胶原（procollagen）：带有前肽的三股螺旋胶原分子。第三十三页，共六十七页。细胞(xìbāo)外装配前胶原--（前肽酶切去前肽）胶原分子(fēnzǐ)（collagenmolecule）--（有序排列）胶原原纤维（collagenfibril）（EM）--（成束）胶原纤维（collagenfiber）（LM）第三十四页，共六十七页。第三十五页，共六十七页。胶原的胞外降解(jiànɡjiě)胶原存在、分布稳定(wěndìng)，更新转换较慢降解：胶原酶（collagenase）第三十六页，共六十七页。胶原的主要(zhǔyào)功能构成胞外基质的骨架结构；具有抗拉力的作用；刺激(cìjī)细胞增殖，诱导细胞分化；不同阶段表达不同胶原。第三十七页，共六十七页。胶原与疾病(jíbìng)胶原病坏血病

遗传性胶原病

免疫性胶原病肿瘤侵袭(qīnxí)与转移

第三十八页，共六十七页。为什么几百年前，远航(yuǎnhánɡ)的船员大多会因为大出血而丧命？第三十九页，共六十七页。

弹性皮肤人，皮肤过渡松弛(sōnɡchí)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，不能将前胶原转变成胶原蛋白。第四十页，共六十七页。弹性(tánxìng)蛋白（elastin）第四十一页，共六十七页。弹性蛋白(dànbái)（elastin）：结构特点高度疏水的非糖基化纤维蛋白(xiānwéidànbái)富含Gly、Pro很少羟化，无糖基化修饰不含Gly-X-Y重复序列呈无规则卷曲状第四十二页，共六十七页。合成与装配：胞内：可溶性原弹性蛋白胞外：分子交联装配成弹性纤维网降解：弹性蛋白酶弹性纤维（elasticfiber）由弹性蛋白及其表面的微原纤维（microfibils）构成。原纤维蛋白(xiānwéidànbái)（fibrillin）：保持弹性纤维完整性（马凡综合征）。弹性蛋白(dànbái)（elastin）：合成与降解第四十三页，共六十七页。构成弹性纤维(xiānwéi)网络的主要成分赋予组织弹性弹性蛋白(dànbái)（elastin）：功能第四十四页，共六十七页。第四十五页，共六十七页。粘着糖蛋白：纤连蛋白(fibronectin，FN)层粘连蛋白(laminin，LN)功能：连接(liánjiē)细胞与细胞外基质非胶原糖蛋白第四十六页，共六十七页。第四十七页，共六十七页。

FNLN第四十八页，共六十七页。分布：上皮细胞、内皮细胞、肌细胞和脂肪细胞等。结构：高分子量糖蛋白；异三聚体；已发现(fāxiàn)15种FN。基膜：与IV型胶原等共同构成基膜。功能：参与细胞分化、黏附、迁移和增殖。疾病：糖尿病性肾病等。层粘连(zhānlián)蛋白（Laminin，LN）第四十九页，共六十七页。第五十页，共六十七页。层粘连(zhānlián)蛋白三条多肽链由二硫键交联构成异构三聚体含有(hányǒu)多种大分子结合位点含有RGD序列第五十一页，共六十七页。γ链β链α链胶原或硫酸(liúsuān)化膜脂结合部位IV型胶原结合部位硫酸(liúsuān)化膜脂结合部位细胞(xìbāo)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，β第五十二页，共六十七页。第五十三页，共六十七页。■层粘连(zhānlián)蛋白基膜的主要蛋白成分，也是基膜的组织者；■Ⅳ型胶原■巢蛋白(entactin)■渗滤素(perlecan)基膜组成(zǔchénɡ)与分布第五十四页，共六十七页。第五十五页，共六十七页。基膜的结构(jiégòu)组成第五十六页，共六十七页。纤连蛋白（FN）分布广泛(guǎngfàn)：血浆FN－可溶，血浆；细胞FN－不溶，ECM、细胞表面分子结构：由两个亚基形成二聚体血浆FN：两条多肽链由二硫键交联成二聚体细胞FN：二聚体交联形成多聚体含有多种大分子结合位点第五十七页，共六十七页。纤连蛋白第五十八页，共六十七页。纤连蛋白含有特殊的短肽序列(xùliè)，可被FN受体识别

RGD序列：Arg-Gly-Asp

RGDS序列：Arg-Gly-Asp-SerRGD序列：FN及其他ECM中所含有的可被整联蛋白识别的Arg-Gly-Asp三肽序列。第五十九页，共六十七页。第六十页，共六十七页。FN将细胞(xìbāo)连接到细胞(xìbāo)外基质上第六十一页，共六十七页。纤连蛋白功能(gōngnéng)介导细胞(xìbāo)与ECM的黏着促进细胞迁移促进创面修复和血液凝固第六十二页，共六十七页。纤连蛋白与疾病(jíbìng)肝脏疾病与血浆(xuèjiāng)FN肾小球肾炎与基膜FN创伤愈合中FN过度表达恶性肿瘤细胞中FN受体异常第六十三页，共六十七页。

细胞外基质的成分(chéngfèn)胶原纤连蛋白层粘连(zhānlián)蛋白蛋白聚糖第六十四页，共六十七页。在细胞外基质蛋白聚糖组分的所有糖胺聚糖中，只有（）是以非共价键形式和蛋白质进