细胞外基质及其与细胞的相互作用

细胞外基质

（extracellularmatrix，ECM)

细胞外基质:是细胞分泌到细胞外空间的蛋白质和多糖所构成的精密有序的纤维凝胶网络结构。

第一节细胞外基质的主要成分纤连蛋白和层粘连蛋白胶原和弹性蛋白氨基聚糖和蛋白聚糖010203一、氨基聚糖和蛋白聚糖（一)氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)：

组成：由重复的二糖单位聚合而成的长直链多糖。

二糖单位氨基己糖(N-乙酰氨基葡萄糖/乙酰氨基半乳糖)糖醛酸(葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸)一、氨基聚糖和蛋白聚糖（一)氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)：

组成：由重复的二糖单位聚合而成的长直链多糖。

艾杜糖醛酸N-乙酰半乳糖-4-硫酸硫酸皮肤素二糖重复单位氨基聚糖的分子特性及组织分布氨基聚糖二糖单位单糖A单糖B每个二糖中的硫酸基分布透明质酸D-葡萄糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0结缔组织、皮肤、软骨、玻璃体、滑液4-硫酸软骨素6-硫酸软骨素D-葡萄糖醛酸，N-乙酰半乳糖0.2-1.00.2-2.3软骨、角膜、骨、皮肤、动脉硫酸皮肤素D-葡萄糖醛酸或L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖1.0-2.0皮肤、血管、心、心瓣膜硫酸乙酰肝素D-葡萄糖醛酸或L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖0.2-3.0肺、动脉、细胞表面肝素D-葡萄糖醛酸或L-艾杜糖醛酸，N-乙酰葡萄糖2.0-3.0肺、肝、皮肤、肥大细胞硫酸角质素D-半乳糖，N-乙酰葡萄糖0.9-1.8软骨、角膜、椎间盘透明质酸（hyaluronicacid,HA)二糖单位:N-乙酰氨基葡萄糖

葡萄糖醛酸

-1,3连接组成N-乙酰氨基葡萄糖D-葡萄糖醛酸透明质酸(hyaluronicacid,HA)化,对创伤的愈合有特殊作用。

功能：（1)具有赋予组织良好的弹力和抗张力作用，并具有润滑剂的作用；组成:在早期胚胎和创伤组织中,促进细胞增殖、迁移,阻止细胞分是结构最简单的一种氨基聚糖。可含有10万个单糖,分子量较大、非硫酸化,含有大量COO-和亲水基团。

蛋白聚糖(proteoglycan,PG)1.组成：单体：由氨基聚糖（除透明质酸外)和核心蛋白共价结合形成的高分子复合物。多聚体：若干个蛋白聚糖单体的核心蛋白通过非共价键与透明质酸紧密结合成的

。

核心蛋白肽链合成部位:粗面内质网的核糖体

01氨基聚糖糖链的装配部位:高尔基复合体02但是,并非所有的蛋白聚糖都是细胞外基质的成分。有些蛋白聚糖也是细胞膜的整合成分。

032.蛋白聚糖的合成和装配二、胶原与弹性蛋白（一)胶原(collagen)是细胞外基质的骨架结构。是体内含量最多(30%)的蛋白。在不同的组织中胶原的含量差别很大。

01目前已发现的胶原类型多达26多种,其中Ⅰ-Ⅳ型较为常见。

02型胶原：肌腱、皮肤、韧带及骨中;03型胶原：主要存在于软骨中;04型胶原:形成纤维网，存在于

血管壁、各种软组织05和器官间质中;06型胶原:仅限于各种基底膜中。

胶原的类型胶原纤维、胶原原纤维与胶原分子结构关系示意图胶原纤维束胶原原纤维原胶原原胶原的三股螺旋1.原胶原分子的结构氨基酸规律排列形成三肽重复序列（Gly-X-Y)；由三条α多肽链形成三股螺旋;01每条肽链中，Gly含量占1/3，Pro和Lys常被羟基化形成的Hypro和hylys;某些hylys选择性糖基化。

X=Pro,Y=Hypro或(Hylys)02成纤维细胞周围的胶原纤维胶原来源:由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。胶原的合成：细胞内（细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡)胶原的装配：细胞外胶原的分解：细胞外2.胶原的合成装配与降解羟化酶、糖基化酶从C端向N端,三条前链借二硫键形成交联,形成三股螺旋的前胶原。

在粗面内质网腔,切去信号肽,在N端和C端添加短前肽(前-链)前-链前胶原胶原的装配在细胞外切去前肽，形成直径1.5nm、长300nm的胶原分子（原胶原)前胶原以运输小泡形式运输到高尔基复合体高尔基复合体内去除二硫键以分泌小泡形式运送到细胞外原胶原胶原分子胶原原纤维胶原纤维胶原纤维束原胶原原胶原的三股螺旋胶原原纤维胶原胶原酶胶原降解通常以非活性形式存在于血液和组织中,在分娩后的子宫和创伤组织中,胶原酶活性显著增高。

胶原的降解由于胶原的含量、结构、类型和代谢异常而导致的疾病,称为胶原病。

维生素C缺乏病血管、肌腱、皮肤变脆,易于出血及牙齿松动。

0301023.胶原与疾病01羟化酶、糖基化酶从C端向N端,三条前链借二硫键形成交联,形成三股螺旋的前胶原。

02在粗面内质网腔,切去信号肽,在N端和C端添加短前肽(前-链)0304前-链前胶原0501.由于胶原的含量、结构、类型和代谢异常而导致的疾病,称为胶原病。

02.维生素C缺乏病03.爱-唐综合症（皮肤弹性过渡综合症)3.胶原与疾病

弹性蛋白（elastin)：

非糖基化疏水纤维蛋白，富含甘氨酸、脯氨酸，很少羟化。肽链830个氨基酸，无Gly-X-Y重复序列。

弹性蛋白由两种短肽交替排列而成。

疏水性短肽：呈无规则卷曲，赋予其弹性。

交联短肽：在疏水性短肽之间形成交联。

伸长回缩（二)弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维

网的主要成分弹性蛋白整体体现两个明显的特征：（１)构象呈无规则卷曲状态；（２)通过交联短肽相互交联成富有弹性的疏松网状结构。伸长回缩（二)弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维网的主要成分弹性蛋白微原纤维壳（糖蛋白)弹性纤维又名蜘蛛足样指（趾)综合症，俗称“蜘蛛人”，是一种先天性遗传性的结缔组织疾病，属于常染色体显性遗传，有家族史。退化的结缔组织无法承受压力，导致血管变薄，可发展为动脉瘤，如果剧烈运动，动脉瘤容易突然破裂，导致患者死亡。

病变主要累及中胚层发展而来的骨骼、心脏、肌肉、韧带和结缔组织。骨骼畸形最常见，全身管状骨细长、手指和脚趾细长呈蜘蛛脚样。

马方综合症（marfan`ssyndrome)三、细胞外基质中的非胶原性糖蛋白纤连蛋白是一种高分子量糖蛋白，含糖4.5-9.5%。

纤连蛋白

（fibronectinFN)0201三、细胞外基质中的非胶原性糖蛋白"纤连蛋白是一种高分子量糖蛋白，含糖4.5-9.5%。可溶性的纤连蛋白：主要存在于血浆及各种体液中，称为血浆FN。不溶性的纤连蛋白：主要存在于细胞外基质及细胞表面，称为细胞FN。

存在形式纤连蛋白

（fibronectinFN)1.纤连蛋白的分子结构纤连蛋白的亚单位很相似，都含有约2450个左右的氨基酸。构成5-7个具有特殊功能的结构域。可以结合:肝素、纤维蛋白、胶原、血小板反应蛋白、凝血因子、多胺以及DNA。

RGD序列:是纤连蛋白和其他某些细胞外基质中所含有的，可以被细胞表面的整联蛋白所识别的Arg-Gly-Asp三肽序列。

122.纤连蛋白的功能介导细胞与细胞外基质的粘着01纤粘连蛋白与细胞迁移有关02纤粘连蛋白在组织创伤中的作用03（二)层粘连蛋白是个体胚胎发育中出现

最早的细胞外基质成分

是基底膜主要结构成分,为高分子糖蛋白(820kD)。

1.分子结构α(重链)

β(轻链)γ(轻链)不对称十字形

存在多个结构域,可以结合Ⅳ胶原、肝素。

胚胎早期：维持细胞间粘连与细胞的极性;

促进细胞分化。

成体：通过RGD序列粘附细胞;

组成基底膜的重要成分。

2.功能胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分;上皮与内皮下紧靠细胞基底部;肌细胞和脂肪细胞和神经髓鞘周围等;再生肝和肝癌组织的基质中。

存在第二节基底膜与整联蛋白"01上皮细胞02基底膜03巨噬细胞04成纤维细胞05蛋白多糖06胶原纤维07弹性纤维08肥大细胞09基底膜:基底膜是细胞外基质特化的一种柔软、坚韧的网状结构。

第二节基底膜与整联蛋白基底膜结构示意图整联蛋白（integin)：第二节基底膜与整联蛋白又称整合素,是一类跨膜糖蛋白。是胶原、纤连蛋白和粘连蛋白等的受体。

介导细胞之间以及细胞与细胞外基质间的相互黏着和识别,具有联系细胞外部因素与细胞骨架的作用。

1.整联蛋白的分子结构:

由α和β两个亚基形成的异二聚体蛋白质分子。

胞外区跨膜区胞内区胞外区:

球状头部区，是整联蛋白分子与含有RGD三肽序列的细胞外基质成分