细胞外基质及其与细胞的相互作用

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1、细胞外基质及其与细胞的相互作用一、概述细胞外基质指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构，构成支持细胞的框架，负责组织的构建；对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重耍的调控作用。•是由一些不溶性大分子构成的、结构精细而错综复杂的网络结构；❖为细胞的生存及活动提供适宜的场所，并通过信号转导系统影响细胞的形状、代谢、功能、迁移、增殖和分化。二、细胞外基质的主要组成成分多糖氨基聚糖和蛋白聚糖凝胶样基质「结合作用：胶原和弹性蛋白1纤维蛋白--纤维网架L黏合作用：纤黏连蛋白和层黏连蛋白」（非胶原性黏合蛋白）（一）氨基聚糖和

2、蛋白聚糖是一些高分子的含糖化合物。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。1.氨基聚糖（GAG）是由重复的二糖单位构成的直链多糖。又称粘多糖。•二糖单位之一是氨基己糖（N•乙酰氨基葡萄糖或2乙酰氨基半乳糖）。•二糖单位另一个糖残基多为糖醛酸（葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸），糖残基带有竣基，呈强负电性。•据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存在的部位，町分为六种：（1）透明质酸（HA）•存在于结缔组织、皮肤、软骨、滑液、玻璃体。•5000-10000个二糖重复单位排列构成。•二糖为N•乙酰氨基葡萄糖■葡萄糖醛酸，是唯一不含

3、硫酰酸基团的氨基聚糖•其糖醛酸的竣基带有大量负电荷，其相斥作用使整个分子伸展膨胀，占据很大的空间;在有限的空间可产生膨压，赋予组织良好的弹性和抗压性。•其表而有大量亲水基团，可结合大量水分子，形成凝胶。•在组织创伤、早期胚胎中尤为丰富，促进细胞迁移和增殖。•胚胎发育早期的空I'可填充物，用于定形，如心脏形成。❖作为关节液的重要成分，有润滑作用。（2）硫酸软骨素（CS）存在于软骨、角膜、骨、皮肤、动脉。（3）硫酸皮肤素（DS）存在于皮肤、血管、心、心瓣膜。（4）硫酸乙酰肝素（HS）存在于肺、动脉、细胞表面。（5）肝素存在于肺、肝、皮

4、肤、肥大细胞。（6）硫酸角质素（KS）存在于软骨、角膜、椎间盘。2.蛋白聚糖（PG）是由氨基聚糖（除透明质酸外）与核心蛋白共价形成的高分子复合物，不同于一般糖蛋白。•分子量大，含糖量高，可达95%,多为较长的、不分枝的GAGs糖链。•核心蛋白为单链多肽，其上可连接1・100条以上氨基聚糖（可为不同的氨基聚糖），形成蛋白聚糖。•若干个蛋白聚糖单体通过连接蛋白，以非共价键与透明质酸结合，形成蛋白聚糖多聚体。如软骨中的蛋白聚糖复合体。蛋白聚糖多聚体氨基聚糖为硫酸软骨素和硫酸角质素，糖链数约130余条左右，分子量为3X10°,使软骨具有良

5、好的弹性和抗压性。3.氨基聚糖和蛋白聚糖的功能❖使组织具有弹性和抗压性；•对物质转运有选择渗透性：其糖基纵横交错，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及细胞的通透性，如肾小球基膜中的硫酸软骨素蛋白聚糖对原尿的生成即具有筛滤作用；•角膜屮蛋口聚糖具有透光性:硫酸软骨素、硫酸角质素髙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；•氨基聚糖具有抗凝血作用：肝素蛋白聚糖由靠近血管的肥大细胞产生；•细胞表面的氨基聚糖有传递信息作用，如连接素。•氨基聚糖与蛋白聚糖与组织老化有关，随着年

6、龄增长：■如皮肤屮透明质酸逐渐减少，后逐渐被硫酸皮肤素所取代；■关节软骨中的蛋白聚糖逐渐减少，可硫酸软骨素被硫酸角质素取代；■蛋白聚糖糖链比例下降，导致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。氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病粘多糖累积病Hunter综合症；动脉粥样硬化脂类沉积；•肿瘤的发生;•治疗高脂血症。防治冠心病、心绞痛、心肌梗死、冠状动脉粥样硬化、心肌缺血。（二）胶原与弹性蛋白1.胶原是细胞外基质1I啲骨架结构O•占哺乳动物总蛋白量的丄，含量最丰富。4•可由成纤维细胞、软骨

7、细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。胶原分子结构为三股螺旋，3条a多肽链盘绕而成，长300nm,直径1.5nmo•人类每条肽链约1050aa,其中Gly占同时富含Pro和Lys,2种氨基酸经常轻基化形成Hypro和Hylys,Lys选择性糖基化。•肽链屮的氨基酸组成规律的三肽重复序列Gly-X-Yo胶原的类型a链是胶原的基本亚单位，不同的a链组合生成不同类型的胶原。目前已发现25种不同的（X链，26种胶原。❖I型胶原[ai(I)]2[a2(I)]，存在于肌腱、皮肤、骨、韧带；❖II型胶原0(11)]3，存在于软骨；•I

8、II型胶原[a1(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[a1(IV)]2[a2(IV)],仅存基底膜。胶原的合成装配(I・III型)「前a链，带有信号肽和前肽(不含G