第5章-细胞外基质

第5章细胞外基质

细胞外基质的成分胶原纤连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖细胞外基质(extracellularmatrix)概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖

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)

特化组织细胞结缔组织中的成纤维细胞一、蛋白聚糖:1.糖胺聚糖

凝胶样基质2.蛋白聚糖二、结构蛋白: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、分子组装、分布、降解。

细胞外基质功能糖胺聚糖（GAG)与蛋白聚糖（PG)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、抗压性糖胺聚糖结构透明质酸（HA)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特性及组织分布透明质酸（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:透明质酸酶功能:赋予组织弹性、抗压性

促进细胞迁移、增殖蛋白聚糖(proteoglycan,PG)1.结构：

糖胺聚糖(HA除外)与核心蛋白共价结合成

GAG（除HA）PG（单体）

核心蛋白

连接蛋白PG（多聚体）

HA2.合成与装配：

核心蛋白肽链合成

装配糖胺聚糖（GAG)链

硫酸化、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)蛋白聚糖(PG)多聚体108Da以上核心蛋白连接蛋白,透明质酸与核心蛋白以非共价键形式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

使组织具有弹性和抗压性

对物质转运有选择渗透性

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GAG和PG与疾病黏多糖累积病:Hunter综合征动脉粥样硬化肿瘤的发生、侵袭和转移胶原与弹性蛋白

胶原纤维弹性纤维胶原（Collagen)含量最多（25%)、分布广泛纤维蛋白家族来源：成纤维细胞

软骨细胞

成骨细胞

上皮细胞等胶原的主要类型及分布类型：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--基膜胶原类型及分布为什么胶原会呈现周期性横纹?胶原的分子结构三条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α链及胶原分子胶原的合成装配与降解来源：成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞等合成：细胞内（细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡)装配：细胞外降解：细胞外细胞内合成核：mRNARER：前α链—糖基化、二硫键—前胶原（3股螺旋)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。

细胞外装配前胶原--（前肽酶切去前肽)胶原分子（collagenmolecule)--（有序排列)胶原原纤维（collagenfibril)（EM)--（成束)胶原纤维（collagenfiber)（LM)胶原的胞外降解胶原存在、分布稳定，更新转换较慢降解：胶原酶（collagenase)胶原的主要功能构成胞外基质的骨架结构;具有抗拉力的作用;刺激细胞增殖，诱导细胞分化;不同阶段表达不同胶原。胶原与疾病胶原病

坏血病

遗传性胶原病

免疫性胶原病肿瘤侵袭与转移

为什么几百年前，远航的船员大多会因为大出血而丧命?

弹性皮肤人,皮肤过渡松弛症。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。

弹性蛋白（elastin)弹性蛋白（elastin)：结构特点高度疏水的非糖基化纤维蛋白富含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（fibrillin)：保持弹性纤维完整性（马凡综合征)。

弹性蛋白（elastin)：合成与降解构成弹性纤维网络的主要成分赋予组织弹性弹性蛋白（elastin)：功能粘着糖蛋白:

纤连蛋白(fibronectin，FN)

层粘连蛋白(laminin，LN)功能:连接细胞与细胞外基质非胶原糖蛋白

FNLN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。

层粘连蛋白（Laminin，LN)层粘连蛋白三条多肽链由二硫键交联构成异构三聚体含有多种大分子结合位点含有RGD序列γ链β链α链胶原或硫酸化膜脂结合部位IV型胶原结合部位硫酸化膜脂结合部位细胞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■层粘连蛋白

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)基膜组成与分布基膜的结构组成纤连蛋白（FN)分布广泛：

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纤连蛋白纤连蛋白含有特殊的短肽序列，可被FN受体识别RGD序列:Arg-Gly-AspRGDS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。

FN将细胞连接到细胞外基质上纤连蛋白功能介导细胞与ECM的黏着促进细胞迁移促进创面修复和血液凝固纤连蛋白与疾病肝脏疾病与血浆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

细胞外基质的成分胶原纤连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖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行结合的。肝素B.硫酸软骨素C.硫酸角质素透明质酸E.硫酸皮肤素蛋白聚糖是由核心蛋白质的（)残基与氨基聚