南開大學(xué)細胞生物學(xué)課件15第15章 細胞連接 6-22 puyue

1、細胞連接、細胞黏著細胞連接、細胞黏著與細胞外基質(zhì)與細胞外基質(zhì) 6-22-09第一節(jié)第一節(jié) 細胞連接細胞連接第二節(jié)第二節(jié) 細胞黏著分子細胞黏著分子第三節(jié)第三節(jié) 細胞外基質(zhì)細胞外基質(zhì)封閉連接封閉連接緊密連接緊密連接上皮組織上皮組織隔膜連隔膜連接接只存在于無脊椎動物中只存在于無脊椎動物中錨定連錨定連接接連 接 肌 動連 接 肌 動蛋白蛋白粘合帶粘合帶上皮組織上皮組織粘合斑粘合斑上皮細胞基部上皮細胞基部連 接 中 間連 接 中 間纖維纖維橋粒橋粒心肌、表皮心肌、表皮半橋粒半橋粒上皮細胞基部上皮細胞基部通訊連接通訊連接間隙連接間隙連接大多數(shù)動物組織中大多數(shù)動物組織中化學(xué)突觸化學(xué)突觸神經(jīng)細胞間和神經(jīng)神經(jīng)細

2、胞間和神經(jīng)肌肉肌肉間間胞間連絲胞間連絲植物細胞間植物細胞間各種連接的比較各種連接的比較 緊密連接緊密連接 黏合帶黏合帶 橋粒橋粒間隙連接間隙連接半半橋粒橋粒角角蛋白纖維蛋白纖維基膜基膜 幾類細胞連接的比較幾類細胞連接的比較緊密連結(jié)緊密連結(jié)間隙連接間隙連接橋粒橋粒黏合連接黏合連接 細胞黏附分子細胞黏附分子（cell adhesion moleculecell adhesion molecule，CAMCAM） 是參與細胞與細胞之間及細胞與細胞外基質(zhì)是參與細胞與細胞之間及細胞與細胞外基質(zhì)之間相互作用的分子之間相互作用的分子。高等動物的細胞表面粘附。高等動物的細胞表面粘附分子已發(fā)現(xiàn)上百種，可分為四大

3、家族，兩大類：分子已發(fā)現(xiàn)上百種，可分為四大家族，兩大類：四大家族：鈣粘著蛋白家族、選擇蛋白家族、整四大家族：鈣粘著蛋白家族、選擇蛋白家族、整聯(lián)蛋白和免疫球蛋白超家族聯(lián)蛋白和免疫球蛋白超家族兩大類：依賴于兩大類：依賴于CaCa2+2+, ,不依賴于不依賴于CaCa2+2+。 細胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子結(jié)構(gòu)由三細胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子結(jié)構(gòu)由三部分組成：部分組成：胞外區(qū)胞外區(qū)，肽鏈的，肽鏈的N N端部分，帶有糖鏈，負責(zé)與配端部分，帶有糖鏈，負責(zé)與配體的識別；體的識別；跨膜區(qū)跨膜區(qū)，多為一次跨膜；，多為一次跨膜；胞質(zhì)區(qū)胞質(zhì)區(qū)，肽鏈的，肽鏈的C C端部分，一般較小，或與質(zhì)膜端部分，一般較小

4、，或與質(zhì)膜下的骨架成分直接相連，或與胞內(nèi)的化學(xué)信號分子下的骨架成分直接相連，或與胞內(nèi)的化學(xué)信號分子相連，以活化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。相連，以活化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。（一）鈣粘素（鈣粘著蛋白）（一）鈣粘素（鈣粘著蛋白）鈣粘素（鈣粘素（cadherincadherin）屬同親性屬同親性CAMCAM，其作用依賴于其作用依賴于CaCa2 2。至今已鑒定出至今已鑒定出3030種以上鈣粘素，分布于不同的組織種以上鈣粘素，分布于不同的組織, ,鈣粘鈣粘素分子結(jié)構(gòu)同源性很高素分子結(jié)構(gòu)同源性很高. . 鈣黏著蛋白的結(jié)構(gòu)鈣黏著蛋白的結(jié)構(gòu)細胞外片段含有細胞外片段含有4 4個同源結(jié)構(gòu)域，個同源結(jié)構(gòu)域，含含CaCa2 2結(jié)合部位。結(jié)

5、合部位。有一個跨膜區(qū)和一個小的細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。有一個跨膜區(qū)和一個小的細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。 自我黏著自我黏著 鈣黏著蛋白介導(dǎo)類似細胞間的相互黏著，主要是將鈣黏著蛋白介導(dǎo)類似細胞間的相互黏著，主要是將在細胞表面都有鈣黏著蛋白的細胞黏著起來。在細胞表面都有鈣黏著蛋白的細胞黏著起來。鈣黏著蛋白能夠通過它們所在的細胞類型進行區(qū)別：鈣黏著蛋白能夠通過它們所在的細胞類型進行區(qū)別：E-E-鈣黏著蛋白鈣黏著蛋白( (表皮表皮) )N-N-鈣黏著蛋白鈣黏著蛋白( (神經(jīng)神經(jīng)) ) P-P-鈣黏著蛋白鈣黏著蛋白( (胎盤胎盤) ) 鈣粘素通過不同的連鈣粘素通過不同的連接蛋白質(zhì)與不同的細接蛋白質(zhì)與不同的細胞骨架成分相連，如胞

6、骨架成分相連，如E-E-鈣粘素通過鈣粘素通過-、-、-連鎖蛋白連鎖蛋白（catenincatenin）以及粘著以及粘著斑蛋白（斑蛋白（vinculinvinculin）、）、錨蛋白、錨蛋白、輔肌動蛋輔肌動蛋白等與肌動蛋白纖維白等與肌動蛋白纖維相連。相連。決定鈣粘素識別決定鈣粘素識別與結(jié)合的特異性與結(jié)合的特異性部位，它只與同部位，它只與同種鈣粘素分子作種鈣粘素分子作用。用。同源同源名稱名稱主要分布組織主要分布組織E-鈣粘素鈣粘素著床前的胚胎、上皮細胞（在帶狀粘合處特別集中）著床前的胚胎、上皮細胞（在帶狀粘合處特別集中）P-鈣粘素鈣粘素胎盤滋養(yǎng)層細胞、心、肺、小腸胎盤滋養(yǎng)層細胞、心、肺、小腸N-鈣

7、粘素鈣粘素胚胎中胚層、神經(jīng)外胚層、神經(jīng)系統(tǒng)（腦、神經(jīng)節(jié)）、胚胎中胚層、神經(jīng)外胚層、神經(jīng)系統(tǒng)（腦、神經(jīng)節(jié)）、心、肺心、肺M-鈣粘素鈣粘素成肌細胞、骨骼肌細胞成肌細胞、骨骼肌細胞R-粘素粘素視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞Ksp-鈣粘素鈣粘素腎腎OB-鈣粘素鈣粘素成骨細胞成骨細胞VB-鈣粘素鈣粘素脈管內(nèi)皮細胞脈管內(nèi)皮細胞橋粒芯蛋白橋粒芯蛋白橋粒橋粒橋粒芯膠黏蛋橋粒芯膠黏蛋白白橋粒橋粒哺乳動物細胞表面的主要鈣粘素分子哺乳動物細胞表面的主要鈣粘素分子鈣粘素的作用主要有以下幾個方面：鈣粘素的作用主要有以下幾個方面：1 1介導(dǎo)細胞連接介導(dǎo)細胞連接，在成年脊椎動物，在成年脊椎動物，E

8、-E-鈣粘素是保持上皮細胞相互粘合的主要鈣粘素是保持上皮細胞相互粘合的主要CAMCAM，是粘合帶的主要構(gòu)成成分。橋粒中是粘合帶的主要構(gòu)成成分。橋粒中的鈣粘素就是橋粒芯蛋白和橋粒芯膠黏蛋的鈣粘素就是橋粒芯蛋白和橋粒芯膠黏蛋白。白。2 2參與細胞分化，參與細胞分化，對于胚胎細胞的早期分化對于胚胎細胞的早期分化及成體組織（尤其是上皮及神經(jīng)組織）的構(gòu)筑及成體組織（尤其是上皮及神經(jīng)組織）的構(gòu)筑有重要作用。在發(fā)育過程中通過調(diào)控鈣粘素表有重要作用。在發(fā)育過程中通過調(diào)控鈣粘素表達的種類與數(shù)量可決定胚胎細胞間的相互作用達的種類與數(shù)量可決定胚胎細胞間的相互作用（粘合、分離、遷移、再粘合），從而通過細（粘合、分離、

9、遷移、再粘合），從而通過細胞的微環(huán)境，影響細胞的分化，參與器官形成胞的微環(huán)境，影響細胞的分化，參與器官形成過程。過程。3 3抑制細胞遷移抑制細胞遷移，很多種癌組織中細胞表，很多種癌組織中細胞表面的面的E E鈣粘素減少或消失，以致癌細胞易從鈣粘素減少或消失，以致癌細胞易從瘤塊脫落，成為侵襲與轉(zhuǎn)移的前提。因而瘤塊脫落，成為侵襲與轉(zhuǎn)移的前提。因而有人將有人將E E鈣粘素視為轉(zhuǎn)移抑制分子鈣粘素視為轉(zhuǎn)移抑制分子。（二）選擇素（二）選擇素選擇素（選擇素（selectinselectin）屬異屬異親性親性CAMCAM，其作用依賴其作用依賴于于CaCa2 2。已知選擇素已知選擇素有三種：有三種：L L選擇素、

10、選擇素、E E選擇素及選擇素及P P選擇素。選擇素。 a.a. N-N-端的端的C C型凝集素結(jié)構(gòu)型凝集素結(jié)構(gòu)域，結(jié)合糖配體需要域，結(jié)合糖配體需要胞外胞外CaCa2+2+ ，b.b. EGFEGF樣結(jié)構(gòu)域樣結(jié)構(gòu)域c.c. 與輔助調(diào)節(jié)蛋白相關(guān)與輔助調(diào)節(jié)蛋白相關(guān)的的結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域。選擇素結(jié)構(gòu)模型選擇素結(jié)構(gòu)模型凝集素結(jié)構(gòu)域凝集素結(jié)構(gòu)域重復(fù)結(jié)構(gòu)域重復(fù)結(jié)構(gòu)域糖蛋白糖蛋白寡聚糖寡聚糖配體在血小板和內(nèi)皮細胞表達在血小板和內(nèi)皮細胞表達在內(nèi)皮細胞表達在內(nèi)皮細胞表達在各種類型的白細胞中表達在各種類型的白細胞中表達都能與某些糖蛋白結(jié)合都能與某些糖蛋白結(jié)合凝集素結(jié)構(gòu)域凝集素結(jié)構(gòu)域EGFEGF結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域重復(fù)結(jié)構(gòu)域重復(fù)

11、結(jié)構(gòu)域糖蛋白糖蛋白糖脂的四糖基團糖脂的四糖基團寡糖寡糖內(nèi)皮細胞內(nèi)皮細胞噬中性白細胞集中到炎癥發(fā)生部位的機制噬中性白細胞集中到炎癥發(fā)生部位的機制選擇素的三個結(jié)構(gòu)域，通過凝集素結(jié)構(gòu)選擇素的三個結(jié)構(gòu)域，通過凝集素結(jié)構(gòu)域而識別細胞表面的糖蛋白及糖脂分子域而識別細胞表面的糖蛋白及糖脂分子上的糖配體。上的糖配體。噬中性白細胞噬中性白細胞選擇素主要參與白細胞選擇素主要參與白細胞與脈管內(nèi)皮細胞之間的與脈管內(nèi)皮細胞之間的識別與粘合。幫助白細識別與粘合。幫助白細胞從血液進入炎癥部位。胞從血液進入炎癥部位。在炎癥發(fā)生部位，血管在炎癥發(fā)生部位，血管內(nèi)皮細胞表達選擇素，內(nèi)皮細胞表達選擇素，被白細胞識別，由于選被白細胞識

12、別，由于選擇素與白細胞表面糖脂擇素與白細胞表面糖脂或糖蛋白的特異糖側(cè)鏈或糖蛋白的特異糖側(cè)鏈親和力較小，加上那個親和力較小，加上那個血流速度的影響，白細血流速度的影響，白細胞在血管中粘者、分離胞在血管中粘者、分離呈現(xiàn)滾動式運動，直到呈現(xiàn)滾動式運動，直到活化自身整聯(lián)蛋白后最活化自身整聯(lián)蛋白后最終才與血管內(nèi)皮細胞較終才與血管內(nèi)皮細胞較強地結(jié)合在一起，并從強地結(jié)合在一起，并從相鄰的內(nèi)皮細胞進入組相鄰的內(nèi)皮細胞進入組織。織。（三）免疫球蛋白超家族（三）免疫球蛋白超家族 某些成員屬于某些成員屬于CAMCAM。作用不依賴作用不依賴CaCa2+2+ 。有有的介導(dǎo)同親性粘合，如各種神經(jīng)粘附分子；的介導(dǎo)同親性粘合

13、，如各種神經(jīng)粘附分子；有的介導(dǎo)異親性粘合，有的介導(dǎo)異親性粘合，如細胞間粘附分子及如細胞間粘附分子及脈管細胞黏附分子，它們的配體分子為整合脈管細胞黏附分子，它們的配體分子為整合素。素。 了解最多的是神經(jīng)黏附分子（了解最多的是神經(jīng)黏附分子（NCAMs),NCAMs),它在神經(jīng)組織細胞間的它在神經(jīng)組織細胞間的粘著起主要作用。不同的粘著起主要作用。不同的NCAMsNCAMs是由單一基因編碼的，但由于其是由單一基因編碼的，但由于其mRNAmRNA剪切不同和糖基化各異而產(chǎn)生剪切不同和糖基化各異而產(chǎn)生2020余種不同的余種不同的NCAMs.NCAMs.神經(jīng)膠質(zhì)細胞神經(jīng)膠質(zhì)細胞粘附分子粘附分子免疫球蛋白重復(fù)免

14、疫球蛋白重復(fù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)纖連蛋白重復(fù)纖連蛋白重復(fù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)糖基磷脂酰肌醇錨著點糖基磷脂酰肌醇錨著點（與磷酸肌醇相連）（與磷酸肌醇相連）胞外游離胞外游離 整合入膜整合入膜由由70-11070-110個氨基酸組成的緊個氨基酸組成的緊密折疊結(jié)構(gòu)存在于淋巴細胞密折疊結(jié)構(gòu)存在于淋巴細胞的表面參與各種免疫活動。的表面參與各種免疫活動。（四）整聯(lián)蛋白（四）整聯(lián)蛋白 整聯(lián)蛋白（整聯(lián)蛋白（integrinintegrin）大多為大多為異親性細胞粘附異親性細胞粘附分子，其作用依賴于分子，其作用依賴于CaCa2 2。介導(dǎo)細胞與細胞間的相介導(dǎo)細胞與細胞間的相互作用及細胞與細胞外基質(zhì)間的相互作用。幾乎所互作用及細胞與細胞外基

15、質(zhì)間的相互作用。幾乎所有動植物細胞均表達整聯(lián)蛋白。有動植物細胞均表達整聯(lián)蛋白。 除了上述的作用以外，整聯(lián)蛋白還將細胞外基除了上述的作用以外，整聯(lián)蛋白還將細胞外基質(zhì)同細胞內(nèi)的骨架網(wǎng)絡(luò)連成一個整體，整聯(lián)蛋白本質(zhì)同細胞內(nèi)的骨架網(wǎng)絡(luò)連成一個整體，整聯(lián)蛋白本身作為跨膜接頭在細胞外基質(zhì)和細胞內(nèi)肌動蛋白骨身作為跨膜接頭在細胞外基質(zhì)和細胞內(nèi)肌動蛋白骨架之間起雙向聯(lián)絡(luò)作用。此外整聯(lián)蛋白還具有將細架之間起雙向聯(lián)絡(luò)作用。此外整聯(lián)蛋白還具有將細胞外信號向細胞內(nèi)傳遞的作用。胞外信號向細胞內(nèi)傳遞的作用。半光半光氨酸豐氨酸豐富的結(jié)構(gòu)域富的結(jié)構(gòu)域二價陽二價陽離子離子Ca2+踝蛋白和踝蛋白和a輔輔肌蛋白結(jié)合肌蛋白結(jié)合RGA結(jié)合

16、位點結(jié)合位點重鏈重鏈輕鏈輕鏈整聯(lián)蛋白是由整聯(lián)蛋白是由 （120185kD120185kD）和）和（90110kD90110kD）兩個兩個亞單位形成的異二亞單位形成的異二聚體。聚體。 亞單位的亞單位的N N端有結(jié)合二價陽離端有結(jié)合二價陽離子的結(jié)構(gòu)域，識別子的結(jié)構(gòu)域，識別的主要部位是配體的主要部位是配體上的上的RGDRGD三肽結(jié)構(gòu)。三肽結(jié)構(gòu)。 整聯(lián)蛋白的功能主要包括整聯(lián)蛋白的功能主要包括3 3個方面：細胞外基質(zhì)與個方面：細胞外基質(zhì)與細胞骨架連接的橋梁；激活細胞反應(yīng)；激活細胞內(nèi)信細胞骨架連接的橋梁；激活細胞反應(yīng)；激活細胞內(nèi)信號傳遞級聯(lián)途徑。號傳遞級聯(lián)途徑。 迄今已發(fā)現(xiàn)迄今已發(fā)現(xiàn)1616種種亞單位和亞

17、單位和9 9種種亞單位。它們按亞單位。它們按不同的組合構(gòu)成不同的組合構(gòu)成2020余種整聯(lián)蛋白。余種整聯(lián)蛋白。含含1 1亞單位的整聯(lián)亞單位的整聯(lián)蛋白主要介導(dǎo)細胞與細胞外基質(zhì)成分之間的粘附。含蛋白主要介導(dǎo)細胞與細胞外基質(zhì)成分之間的粘附。含2 2亞單位的整聯(lián)蛋白主要存在于各種白細胞表面，介亞單位的整聯(lián)蛋白主要存在于各種白細胞表面，介導(dǎo)細胞間的相互作用。導(dǎo)細胞間的相互作用。3 3亞單位的整聯(lián)蛋白主要存在亞單位的整聯(lián)蛋白主要存在于血小板表面，介導(dǎo)血小板的聚集，并參與血栓形成。于血小板表面，介導(dǎo)血小板的聚集，并參與血栓形成。除除4 4可與肌動蛋白及其相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合外，可與肌動蛋白及其相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合外，6

18、64 4整整聯(lián)蛋白以層粘連蛋白為配體，參與形成半橋粒。聯(lián)蛋白以層粘連蛋白為配體，參與形成半橋粒。 整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白的功能的功能二硫鍵連接二硫鍵連接的重復(fù)序列的重復(fù)序列粘著斑蛋粘著斑蛋白激酶白激酶樁蛋白樁蛋白肌動蛋白纖維肌動蛋白纖維粘著斑粘著斑蛋白蛋白踝蛋白踝蛋白纖粘連蛋白纖粘連蛋白鈣結(jié)合位點鈣結(jié)合位點將信號傳遞給將信號傳遞給細胞核細胞核亞基重鏈亞基重鏈亞基輕鏈亞基輕鏈整聯(lián)蛋白的整聯(lián)蛋白的亞基含有亞基含有RGDRGD序列序列（Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp）的結(jié)合位點，的結(jié)合位點，能夠識別纖連蛋白及其它細胞能夠識別纖連蛋白及其它細胞外基質(zhì)物質(zhì)外基質(zhì)物質(zhì). .鈣離子是整聯(lián)蛋白鈣離子是

19、整聯(lián)蛋白結(jié)合活性所必須的。結(jié)合活性所必須的。A A亞基上具亞基上具有有4 4個鈣離子結(jié)合位點。個鈣離子結(jié)合位點。兩個亞兩個亞基都是以基都是以a a螺旋穿過質(zhì)膜。螺旋穿過質(zhì)膜。整聯(lián)整聯(lián)蛋白的兩個亞基的細胞質(zhì)端常蛋白的兩個亞基的細胞質(zhì)端常常同細胞骨架的肌動蛋白相連。常同細胞骨架的肌動蛋白相連。整聯(lián)蛋白和肌動蛋白之間要通整聯(lián)蛋白和肌動蛋白之間要通過其他一些蛋白介導(dǎo)才能連接過其他一些蛋白介導(dǎo)才能連接起來。起來。這些蛋白包括這些蛋白包括粘著斑蛋粘著斑蛋白和踝蛋白白和踝蛋白。整聯(lián)蛋白的細胞。整聯(lián)蛋白的細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域也同蛋白激酶相互作質(zhì)結(jié)構(gòu)域也同蛋白激酶相互作用，如粘著斑激酶，整聯(lián)蛋白用，如粘著斑激酶，整聯(lián)蛋

20、白與細胞外配體的結(jié)合，能夠刺與細胞外配體的結(jié)合，能夠刺激這些酶的活性，并開始信號激這些酶的活性，并開始信號傳導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng)。傳導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng)。 半橋粒處的半橋粒處的6 64 4整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白粘著斑粘著斑半橋粒半橋粒緊密連接緊密連接粘著帶粘著帶橋粒橋粒間隙連接間隙連接免疫球免疫球蛋白類蛋白類鈣粘素鈣粘素選擇素選擇素整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白介導(dǎo)細介導(dǎo)細胞胞- -細胞細胞連接連接介導(dǎo)細介導(dǎo)細胞胞- -細胞細胞基質(zhì)連基質(zhì)連接接 粘著連接粘著連接 非粘著連接非粘著連接整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白膜內(nèi)在膜內(nèi)在蛋白聚蛋白聚糖糖三、細胞外基質(zhì)三、細胞外基質(zhì)(extracellular matrix)(extracellular m

21、atrix) 細胞外基質(zhì)是指分布于細胞外空間，由細胞外基質(zhì)是指分布于細胞外空間，由細胞細胞分泌的蛋白質(zhì)和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分泌的蛋白質(zhì)和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。細胞外。細胞外基質(zhì)將細胞粘在一起構(gòu)成組織，提供一個細胞外基質(zhì)將細胞粘在一起構(gòu)成組織，提供一個細胞外網(wǎng)架，在組織中或組織之間起支持作用。網(wǎng)架，在組織中或組織之間起支持作用。因此對因此對細胞外基質(zhì)成分及其生物學(xué)作用的研究，已成為細胞外基質(zhì)成分及其生物學(xué)作用的研究，已成為細胞生物學(xué)中的一個活躍領(lǐng)域。細胞生物學(xué)中的一個活躍領(lǐng)域。細胞外被：是由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂向細胞細胞外被：是由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂向細胞表面表面伸出的寡糖鏈所組成伸出的寡

22、糖鏈所組成，又稱為糖萼。，又稱為糖萼。 細胞外基質(zhì)的組成成分及組裝形式由所產(chǎn)生的細胞外基質(zhì)的組成成分及組裝形式由所產(chǎn)生的細胞決定，與組織的特殊功能需要相適應(yīng)細胞決定，與組織的特殊功能需要相適應(yīng)。近年來。近年來研究表明：研究表明：細胞外基質(zhì)不僅決定細胞的形態(tài)，而且細胞外基質(zhì)不僅決定細胞的形態(tài)，而且還控制細胞的生長和分化，調(diào)節(jié)細胞的運動，參與還控制細胞的生長和分化，調(diào)節(jié)細胞的運動，參與炎癥、腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移等病理過程炎癥、腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移等病理過程。 細胞外基質(zhì)主要是由細胞外基質(zhì)主要是由凝膠基質(zhì)和纖維網(wǎng)架所構(gòu)凝膠基質(zhì)和纖維網(wǎng)架所構(gòu)成，成，在生化性質(zhì)上前者多為多糖，如糖胺聚糖和蛋在生化性質(zhì)上前者多為多糖

23、，如糖胺聚糖和蛋白聚糖；后者多為纖維蛋白。在功能上纖維蛋白又白聚糖；后者多為纖維蛋白。在功能上纖維蛋白又分為兩種，分為兩種，起結(jié)構(gòu)作用的有膠原蛋白和彈性蛋白；起結(jié)構(gòu)作用的有膠原蛋白和彈性蛋白；起粘著作用的為非膠原糖蛋白，如纖粘連蛋白和層起粘著作用的為非膠原糖蛋白，如纖粘連蛋白和層粘連蛋白。粘連蛋白。 細胞外基質(zhì)的成分細胞外基質(zhì)的成分膠原膠原纖粘連蛋白纖粘連蛋白層粘連蛋白層粘連蛋白蛋白聚糖蛋白聚糖細胞外基質(zhì)主要成分細胞外基質(zhì)主要成分（一）（一）膠原蛋白膠原蛋白 1 1、類型、類型 膠原是胞外基質(zhì)最基本成分之一。也是動物體內(nèi)膠原是胞外基質(zhì)最基本成分之一。也是動物體內(nèi)最豐富的蛋白質(zhì)，約占人體蛋白質(zhì)總

24、量的最豐富的蛋白質(zhì)，約占人體蛋白質(zhì)總量的30%30%以上。以上。遍布于體內(nèi)各種器官、組織，遍布于體內(nèi)各種器官、組織，是細胞外基質(zhì)中的框架是細胞外基質(zhì)中的框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，可由成纖維、軟骨、成骨細胞及某些上皮細胞可由成纖維、軟骨、成骨細胞及某些上皮細胞合成并分泌到細胞外。目前發(fā)現(xiàn)的類型多達合成并分泌到細胞外。目前發(fā)現(xiàn)的類型多達2020余種，余種，主要的僅主要的僅5 5種。他們具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和不同的免種。他們具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和不同的免疫學(xué)特性，由不同的結(jié)構(gòu)基因編碼。每種類型的膠原疫學(xué)特性，由不同的結(jié)構(gòu)基因編碼。每種類型的膠原的結(jié)構(gòu)特性與其特定的功能相適應(yīng)，的結(jié)構(gòu)特性與其特定的功能相適應(yīng)，同一組

25、織常含有同一組織常含有幾種不同類型的膠原。但常以某一種為主。幾種不同類型的膠原。但常以某一種為主。 膠原的結(jié)構(gòu)（左模式圖，右電鏡照片）膠原的結(jié)構(gòu)（左模式圖，右電鏡照片）類型類型 亞單位亞單位 三股螺旋長度三股螺旋長度 超分子結(jié)構(gòu)特征超分子結(jié)構(gòu)特征 分布分布 aa1 1()()2 2aa2 2()() 300nm 300nm 67nm67nm橫紋纖維橫紋纖維 皮膚、肌腱、骨、韌帶皮膚、肌腱、骨、韌帶aa1 1(II)(II)3 3 300nm 300nm 同上同上 軟骨、髓核、玻璃體等軟骨、髓核、玻璃體等IIIIII aa1 1(III)(III)3 3 皮膚、肌肉、結(jié)締皮膚、肌肉、結(jié)締組織組織

26、， 常與常與I I型膠原共分布型膠原共分布 a1(IV)2a2(IV)a1(IV)2a2(IV) 390nm 390nm 網(wǎng)狀網(wǎng)狀 C C端球型端球型 不形成纖維束不形成纖維束 基膜基膜V V a1(V)2a2(V)a1(V)2a2(V) 390nm390nm 細纖維細纖維 N N端球狀端球狀 大多間隙組織與大多間隙組織與I I型膠原型膠原 a3(V)3a3(V)3 共分布共分布VIVI a1(VI)a2(VI)a3(VI)a1(VI)a2(VI)a3(VI)150nm 150nm 微纖維微纖維 N,CN,C端球狀端球狀， 大多間隙組織與大多間隙組織與I I型型 100nm100nm橫紋橫紋

27、膠原共分布膠原共分布 幾種類型的膠原及分布幾種類型的膠原及分布 幾種類型的膠原及分布幾種類型的膠原及分布 膠原蛋白是最重要的水不溶性纖膠原蛋白是最重要的水不溶性纖維蛋白。維蛋白。型膠原常形成較粗的纖維型膠原常形成較粗的纖維束，主要存在于皮膚、肌腱、韌帶及束，主要存在于皮膚、肌腱、韌帶及骨中，具有很強的抗張強度；骨中，具有很強的抗張強度；型主型主要存在于軟骨中；要存在于軟骨中；型形成微細的原型形成微細的原纖維網(wǎng)，廣泛分布于伸張型的組織，纖維網(wǎng)，廣泛分布于伸張型的組織，如疏松結(jié)締組織；如疏松結(jié)締組織；型形成二維網(wǎng)格型形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu)，是基膜的主要成分及支架樣結(jié)構(gòu)，是基膜的主要成分及支架。 2 2

28、、分子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu) 膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原。膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原。蛋白分子長度為蛋白分子長度為280nm280nm，直徑直徑1.5nm 1.5nm ，分分子量子量30KDa30KDa，其氨基酸組成比較特殊，甘其氨基酸組成比較特殊，甘氨酸含量占氨酸含量占1/31/3，脯氨酸及羥脯氨酸占，脯氨酸及羥脯氨酸占1/41/4，羥賴氨酸占羥賴氨酸占1%1%，羥脯氨酸僅見于膠原，因，羥脯氨酸僅見于膠原，因而其含量代表組織中膠原的含量。不同類而其含量代表組織中膠原的含量。不同類型的膠原其含量不同，型的膠原其含量不同，I I、IIII型膠原不含型膠原不含半胱氨酸，因此沒有二硫交聯(lián)鍵。半胱氨酸

29、，因此沒有二硫交聯(lián)鍵。 原膠原的一級結(jié)構(gòu)：原膠原的一級結(jié)構(gòu)：Gly(Gly(甘甘氨酸）氨酸）-X-X（脯氨酸）脯氨酸）-Y-Y（羥羥脯或羥賴氨酸）羥賴氨酸可脯或羥賴氨酸）羥賴氨酸可發(fā)生糖基化修飾，其糖單位發(fā)生糖基化修飾，其糖單位有的只有一個半乳糖殘基，有的只有一個半乳糖殘基，有的為二糖（葡萄糖有的為二糖（葡萄糖+ +半乳半乳糖），糖），I I型膠原的糖基化程度型膠原的糖基化程度最低，最低，IVIV、V V型高。型高。 原膠原蛋白由三條多肽原膠原蛋白由三條多肽鏈盤繞成三股螺旋結(jié)構(gòu)。在鏈盤繞成三股螺旋結(jié)構(gòu)。在膠原蛋白中，缺少色氨酸、膠原蛋白中，缺少色氨酸、酪氨酸和蛋氨酸，其他必需酪氨酸和蛋氨酸，其

30、他必需氨基酸含量也很低氨基酸含量也很低。膠原的組裝膠原的組裝三鏈三鏈裝配裝配前膠原前膠原肽酶肽酶裝配裝配裝配裝配前體肽鏈前體肽鏈 三股螺旋前膠原三股螺旋前膠原 膠原膠原膠原原纖維膠原原纖維 膠原纖維膠原纖維細胞內(nèi)發(fā)生的事件細胞內(nèi)發(fā)生的事件分泌到細胞外發(fā)生的事件分泌到細胞外發(fā)生的事件通過分子內(nèi)通過分子內(nèi)交聯(lián)交聯(lián)分子間交聯(lián)分子間交聯(lián)分子內(nèi)交聯(lián)分子內(nèi)交聯(lián)分子間交聯(lián)分子間交聯(lián)由前體肽轉(zhuǎn)配成前膠原時，是通過分子內(nèi)的交聯(lián)完成的。而由前體肽轉(zhuǎn)配成前膠原時，是通過分子內(nèi)的交聯(lián)完成的。而由膠原裝配成膠原原纖維則是通過分子間交聯(lián)。由膠原裝配成膠原原纖維則是通過分子間交聯(lián)。分子內(nèi)交聯(lián)分子內(nèi)交聯(lián)是指前膠原的三條鏈之間

31、的賴氨酸殘基的交聯(lián)，是指前膠原的三條鏈之間的賴氨酸殘基的交聯(lián)，分子間的交分子間的交聯(lián)是指不同前膠原間的賴氨酸交聯(lián)。聯(lián)是指不同前膠原間的賴氨酸交聯(lián)。分子間的交聯(lián)使得在膠分子間的交聯(lián)使得在膠原的尾部有一個小的間隙分離。平行排列的分子通過前膠原原的尾部有一個小的間隙分離。平行排列的分子通過前膠原分子分子N N端與相鄰原膠原分子端與相鄰原膠原分子C C端的賴氨酸或羥賴氨酸間形成共端的賴氨酸或羥賴氨酸間形成共價鍵加以穩(wěn)定。價鍵加以穩(wěn)定。C 端端N端端三三螺旋結(jié)構(gòu)域螺旋結(jié)構(gòu)域C端頭端頭-頭相連頭相連形成二聚體形成二聚體三螺旋區(qū)側(cè)向連接形成片三螺旋區(qū)側(cè)向連接形成片層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)N-端垂直于平面的網(wǎng)絡(luò)端

32、垂直于平面的網(wǎng)絡(luò)N端共價連接形成片層端共價連接形成片層單體單體二二聚體聚體IV型膠原結(jié)構(gòu)模型膠原結(jié)構(gòu)模型型多邊型片層網(wǎng)眼多邊型片層網(wǎng)眼多層網(wǎng)絡(luò)多層網(wǎng)絡(luò)3 3、功能、功能膠原纖維有許多重要功能，膠原纖維有許多重要功能，首先它為細胞外基質(zhì)提首先它為細胞外基質(zhì)提供了一個水不溶性的框架，決定細胞外基質(zhì)的機械供了一個水不溶性的框架，決定細胞外基質(zhì)的機械性質(zhì)。性質(zhì)。膠原在細胞外基質(zhì)中含量最高，剛性及抗張膠原在細胞外基質(zhì)中含量最高，剛性及抗張力強度最大，構(gòu)成細胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)，細胞外力強度最大，構(gòu)成細胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)，細胞外基質(zhì)中的其他組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能基質(zhì)中的其他組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)

33、構(gòu)與功能的復(fù)合體。某一特定組織的性能通常與膠原分子的的復(fù)合體。某一特定組織的性能通常與膠原分子的三維結(jié)構(gòu)有關(guān)。三維結(jié)構(gòu)有關(guān)。角膜中含有相當(dāng)短的膠原纖維，組角膜中含有相當(dāng)短的膠原纖維，組成不同的層，同一層是平行的與另一層是垂直的。成不同的層，同一層是平行的與另一層是垂直的。這一方式既賦予了這種嬌嫩組織的強度，又提高了這一方式既賦予了這種嬌嫩組織的強度，又提高了組織的透明度。組織的透明度。如果編碼膠原基如果編碼膠原基因發(fā)生突變，將因發(fā)生突變，將導(dǎo)致膠原病，若導(dǎo)致膠原病，若影響到膠原纖維影響到膠原纖維的正確裝配，皮的正確裝配，皮膚和其他各種結(jié)膚和其他各種結(jié)締組織就會因此締組織就會因此降低強度而變得降

34、低強度而變得非常松弛。非常松弛。 彈性皮膚人，皮膚過渡松弛癥。是由于膠原裝配不正彈性皮膚人，皮膚過渡松弛癥。是由于膠原裝配不正確引起的遺傳綜合征，在某些個體中是由于缺乏膠原酶引確引起的遺傳綜合征，在某些個體中是由于缺乏膠原酶引起的，不能將前膠原轉(zhuǎn)變成膠原蛋白。起的，不能將前膠原轉(zhuǎn)變成膠原蛋白。 另外另外膠原具有促進細胞生長的作用膠原具有促進細胞生長的作用，如肝細，如肝細胞等在含有膠原的培養(yǎng)基上生長較快，在細胞分胞等在含有膠原的培養(yǎng)基上生長較快，在細胞分化中，膠原基質(zhì)和提純的膠原底物具有維持并誘化中，膠原基質(zhì)和提純的膠原底物具有維持并誘導(dǎo)細胞分化的作用。許多實驗證明，某種細胞經(jīng)導(dǎo)細胞分化的作用。

35、許多實驗證明，某種細胞經(jīng)過特異的粘連蛋白介導(dǎo)，可以粘連到特定類型的過特異的粘連蛋白介導(dǎo)，可以粘連到特定類型的膠原上。許多上皮細胞和內(nèi)皮細胞經(jīng)層粘連蛋白膠原上。許多上皮細胞和內(nèi)皮細胞經(jīng)層粘連蛋白的介導(dǎo)可與基膜中的的介導(dǎo)可與基膜中的IV型膠原粘連。型膠原粘連。（二）彈性蛋白（二）彈性蛋白（elastinelastin） 彈性蛋白是彈性纖維的主要成分，是由彈性蛋白是彈性纖維的主要成分，是由830 830 個氨基酸殘基組成的高度疏水性蛋白質(zhì)。個氨基酸殘基組成的高度疏水性蛋白質(zhì)。 與膠原相似含有豐富的甘氨酸及脯氨酸，又與膠原相似含有豐富的甘氨酸及脯氨酸，又與膠原不同含羥脯氨酸很少，完全沒有羥賴氨酸，與膠

36、原不同含羥脯氨酸很少，完全沒有羥賴氨酸，也沒有糖基化修飾。也沒有糖基化修飾。 彈性蛋白主要存在于脈管壁及肺，少量存在彈性蛋白主要存在于脈管壁及肺，少量存在于皮膚、肌腱及疏松結(jié)締組織中。彈性纖維與膠于皮膚、肌腱及疏松結(jié)締組織中。彈性纖維與膠原共同存在，賦予組織以彈性和抗張能力。原共同存在，賦予組織以彈性和抗張能力。伸展伸展放松放松單個彈性蛋白分子單個彈性蛋白分子交聯(lián)交聯(lián)賴氨酸殘賴氨酸殘基的交聯(lián)基的交聯(lián)鍵將肽鏈鍵將肽鏈連在一起連在一起其分子結(jié)構(gòu)的兩個其分子結(jié)構(gòu)的兩個顯著特征：顯著特征：構(gòu)象構(gòu)象為無規(guī)則卷曲狀態(tài)；為無規(guī)則卷曲狀態(tài)；當(dāng)分泌至細胞外當(dāng)分泌至細胞外間隙后，可通過賴間隙后，可通過賴氨酸殘基相

37、互交聯(lián)氨酸殘基相互交聯(lián)成富有彈性的網(wǎng)狀。成富有彈性的網(wǎng)狀。 A.A. 彈性蛋白分子以共價鍵連接在一起彈性蛋白分子以共價鍵連接在一起, ,產(chǎn)生一個廣泛交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)產(chǎn)生一個廣泛交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu). .由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中每一個彈性蛋白分子能伸展和因隨機卷曲而由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中每一個彈性蛋白分子能伸展和因隨機卷曲而收縮收縮, ,整個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)像皮筋那樣伸展和重新卷曲整個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)像皮筋那樣伸展和重新卷曲。B. 與大多數(shù)蛋白質(zhì)不同，彈性蛋白不采用唯一的結(jié)構(gòu)，而是在各與大多數(shù)蛋白質(zhì)不同，彈性蛋白不采用唯一的結(jié)構(gòu)，而是在各種種“隨機卷曲隨機卷曲”的構(gòu)像之間變動。的構(gòu)像之間變動。（三）（三）糖糖氨聚糖氨聚糖 蛋白聚糖的主要

38、成分是糖氨聚糖蛋白聚糖的主要成分是糖氨聚糖。 糖氨聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖，糖氨聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖，其二糖單位一般由氨基己糖和糖醛酸組成。故稱糖氨聚其二糖單位一般由氨基己糖和糖醛酸組成。故稱糖氨聚糖。糖。機體中重要糖氨聚糖有透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、機體中重要糖氨聚糖有透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、(4-,6-)(4-,6-)硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、及硫酸角質(zhì)素等。硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、及硫酸角質(zhì)素等。其中最重要的是透明質(zhì)酸，其中最重要的是透明質(zhì)酸，廣泛存在于各種結(jié)締組織、廣泛存在于各種結(jié)締組織、皮膚、玻璃體、軟骨、和滑液中。皮膚、玻璃體、軟骨、和滑液中。 透明質(zhì)酸透明

39、質(zhì)酸(hyaluronic acid)(hyaluronic acid) 細胞外基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)細胞外基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)糖胺聚糖糖胺聚糖都是作都是作為蛋白聚糖的一個成分而存在，唯一例外的是為蛋白聚糖的一個成分而存在，唯一例外的是透明質(zhì)酸，它在細胞外基質(zhì)中也可游離存在。透明質(zhì)酸，它在細胞外基質(zhì)中也可游離存在。透明質(zhì)酸在結(jié)締組織中起強化、彈性和潤滑作透明質(zhì)酸在結(jié)締組織中起強化、彈性和潤滑作用。用。在胞外基質(zhì)中，透明質(zhì)酸傾向于向外膨脹，在胞外基質(zhì)中，透明質(zhì)酸傾向于向外膨脹，產(chǎn)生壓力，使結(jié)締組織產(chǎn)生壓力，使結(jié)締組織具有抗壓的能力具有抗壓的能力。此外，。此外，透明質(zhì)酸對遷移細胞的運動、增殖和分化也產(chǎn)透

40、明質(zhì)酸對遷移細胞的運動、增殖和分化也產(chǎn)生影響。生影響。氨基聚糖氨基聚糖二糖單位二糖單位硫酸基硫酸基分布組織分布組織透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸-N-N乙酰葡乙酰葡萄糖萄糖0 0結(jié)締組織、皮膚、軟骨、結(jié)締組織、皮膚、軟骨、玻璃體、滑液玻璃體、滑液硫酸軟骨硫酸軟骨素素葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸-N-N乙酰半乙酰半乳糖乳糖0.2-0.2-2.32.3軟骨、角膜、骨、皮膚、軟骨、角膜、骨、皮膚、動脈動脈硫酸皮膚硫酸皮膚素素葡萄糖醛酸或艾杜糖葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸醛酸-N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖1.0-1.0-2.02.0皮膚、血管、心、心瓣膜皮膚、血管、心、心瓣膜硫酸硫酸乙酰肝素乙酰肝素葡萄糖醛酸

41、或艾杜糖葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸醛酸-N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖0.2-0.2-3.03.0肺、動脈、細胞表面肺、動脈、細胞表面肝素肝素葡萄糖醛酸或艾杜糖葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸醛酸-N-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖2.0-2.0-3.03.0肺、肝、皮膚、肥大細胞肺、肝、皮膚、肥大細胞硫酸角質(zhì)硫酸角質(zhì)素素半乳糖半乳糖-N-N乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖0.9-0.9-1.81.8軟骨、角膜、椎間盤軟骨、角膜、椎間盤表表4-2 4-2 氨基聚糖的分子特性及組織分布氨基聚糖的分子特性及組織分布 2 2、蛋白聚糖、蛋白聚糖(proteoglycan PG)(proteoglycan PG) 蛋白聚糖蛋白聚糖(p

42、roteoglycan PG)(proteoglycan PG)是由是由糖氨聚糖與核糖氨聚糖與核心蛋白心蛋白的絲氨酸殘基共價結(jié)合物。一條核心蛋白多肽的絲氨酸殘基共價結(jié)合物。一條核心蛋白多肽鏈可以共價結(jié)合數(shù)百條糖氨聚糖糖鏈形成鏈可以共價結(jié)合數(shù)百條糖氨聚糖糖鏈形成蛋白聚糖單蛋白聚糖單體體，若干蛋白聚糖單體又借，若干蛋白聚糖單體又借連接蛋白連接蛋白以非共價鍵與以非共價鍵與透透明質(zhì)酸明質(zhì)酸相結(jié)合形成為相結(jié)合形成為多聚體多聚體。蛋白聚糖一個顯著特點蛋白聚糖一個顯著特點是多肽性，可以含有不同的核心蛋白是多肽性，可以含有不同的核心蛋白。 蛋白聚糖多聚體是動物體內(nèi)分子量最巨大的成分。蛋白聚糖多聚體是動物體內(nèi)分

43、子量最巨大的成分。軟骨蛋白是目前已知的最大的巨大分子之一。它的中軟骨蛋白是目前已知的最大的巨大分子之一。它的中心組分是透明質(zhì)酸。心組分是透明質(zhì)酸。蛋白聚糖蛋白聚糖(PG)多聚體多聚體 108KDa以上以上核心蛋白核心蛋白連接蛋白，透明質(zhì)酸與核連接蛋白，透明質(zhì)酸與核心蛋白以非共價鍵形式結(jié)心蛋白以非共價鍵形式結(jié)合合硫酸軟骨素糖鏈硫酸軟骨素糖鏈硫酸角質(zhì)硫酸角質(zhì)素素透明質(zhì)透明質(zhì)酸核心酸核心有一些蛋白聚糖只有有一些蛋白聚糖只有1-151-15條糖氨聚糖鏈，腎小球基膜中的蛋白聚糖條糖氨聚糖鏈，腎小球基膜中的蛋白聚糖，只有只有2-152-15條條硫酸乙酰肝素鏈，其糖鏈可與膠原、層粘連蛋白、纖粘連蛋白結(jié)合，共

44、同構(gòu)成基硫酸乙酰肝素鏈，其糖鏈可與膠原、層粘連蛋白、纖粘連蛋白結(jié)合，共同構(gòu)成基膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。成纖維細胞分泌的膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。成纖維細胞分泌的PGPG，只有一條糖氨聚糖鏈。只有一條糖氨聚糖鏈。軟骨中巨大蛋白多糖聚集體軟骨中巨大蛋白多糖聚集體蛋白聚糖的功能蛋白聚糖的功能 蛋白聚糖或透明質(zhì)酸蛋白聚糖或透明質(zhì)酸-蛋白聚糖復(fù)合物蛋白聚糖復(fù)合物構(gòu)成了細胞外基質(zhì)基質(zhì)，由于他們是高度構(gòu)成了細胞外基質(zhì)基質(zhì)，由于他們是高度酸性的，帶有負電荷，可以結(jié)合大量的陽酸性的，帶有負電荷，可以結(jié)合大量的陽離子，可以結(jié)合大量的水分子，蛋白聚糖離子，可以結(jié)合大量的水分子，蛋白聚糖形成了多孔的吸水的膠狀物填充在細胞外形成了多孔的吸水

45、的膠狀物填充在細胞外基質(zhì)中，使細胞表面具有較大可塑性，具基質(zhì)中，使細胞表面具有較大可塑性，具有抗劑壓能力，有抗劑壓能力，對細胞起保護作用。對細胞起保護作用。由于透明質(zhì)酸以可溶的形式存在，所以在細胞外由于透明質(zhì)酸以可溶的形式存在，所以在細胞外體液和滑液中透明質(zhì)酸濃度很高，體液和滑液中透明質(zhì)酸濃度很高，提高了體液和提高了體液和滑液的黏度和潤滑性。滑液的黏度和潤滑性。單個的蛋白聚糖或透明質(zhì)單個的蛋白聚糖或透明質(zhì)酸酸- -蛋白聚糖復(fù)合物直接與膠原纖維連接形成動蛋白聚糖復(fù)合物直接與膠原纖維連接形成動物細胞外的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，物細胞外的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同類型的膠原和不不同類型的膠原和不同的蛋白聚糖連接形成不

46、同的纖維網(wǎng)絡(luò)同的蛋白聚糖連接形成不同的纖維網(wǎng)絡(luò)，對于，對于提提高細胞外基質(zhì)的連貫性起關(guān)鍵作用。高細胞外基質(zhì)的連貫性起關(guān)鍵作用。蛋白聚糖還可作為細胞粘著的暫時性或永久性的蛋白聚糖還可作為細胞粘著的暫時性或永久性的位點，暫時性的粘著發(fā)生在胚胎發(fā)育中，位點，暫時性的粘著發(fā)生在胚胎發(fā)育中，對單個對單個細胞及細胞層的移動具有重要作用。細胞及細胞層的移動具有重要作用。 糖氨聚糖和蛋白聚糖普遍存在于動物體內(nèi)各種組織，糖氨聚糖氨聚糖和蛋白聚糖普遍存在于動物體內(nèi)各種組織，糖氨聚糖的種類與含量隨生長、發(fā)育及年齡而變化。糖的種類與含量隨生長、發(fā)育及年齡而變化。 胚胎發(fā)育早期，皮膚中糖氨聚糖全部由透明質(zhì)酸和硫酸軟骨胚

47、胎發(fā)育早期，皮膚中糖氨聚糖全部由透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素組成。素組成。 三個月三個月 糖氨聚糖的含量為成年人的糖氨聚糖的含量為成年人的2020倍倍 五個月五個月 5 5倍倍 足月足月 2 2倍倍 由于在發(fā)育過程中膠原纖維形成，被硫酸皮膚素取代。到了由于在發(fā)育過程中膠原纖維形成，被硫酸皮膚素取代。到了7070歲以后，膠原纖維周圍的糖氨聚糖含量顯著降低，硫酸皮膚素歲以后，膠原纖維周圍的糖氨聚糖含量顯著降低，硫酸皮膚素所占的比例增多。所占的比例增多。關(guān)節(jié)中的軟骨糖氨聚糖總量在減少，硫酸角質(zhì)關(guān)節(jié)中的軟骨糖氨聚糖總量在減少，硫酸角質(zhì)素逐步取代硫酸軟骨素，糖鏈所占的比重下降，肽鏈增加，從而素逐步取代硫酸軟骨素

48、，糖鏈所占的比重下降，肽鏈增加，從而導(dǎo)致組織的保水能力及彈性減弱，導(dǎo)致組織的保水能力及彈性減弱，所以糖氨聚糖與蛋白聚糖與老所以糖氨聚糖與蛋白聚糖與老化有關(guān)。化有關(guān)。（四）非膠原糖蛋白（四）非膠原糖蛋白 近年陸續(xù)發(fā)現(xiàn)很多種存在于細胞外基質(zhì)的近年陸續(xù)發(fā)現(xiàn)很多種存在于細胞外基質(zhì)的非膠原糖蛋白。其共同特點是非膠原糖蛋白。其共同特點是既可與細胞結(jié)合，既可與細胞結(jié)合，又可與細胞外基質(zhì)其它大分子結(jié)合又可與細胞外基質(zhì)其它大分子結(jié)合，從而將細胞，從而將細胞粘著于細胞外基質(zhì)，故統(tǒng)稱為粘著因子或粘著糖粘著于細胞外基質(zhì)，故統(tǒng)稱為粘著因子或粘著糖蛋白。蛋白。 1 1、層粘連蛋白（、層粘連蛋白（Laminin LNLam

49、inin LN） LNLN是動物胚胎及成體組織基膜的主要組分是動物胚胎及成體組織基膜的主要組分之一。對基膜基質(zhì)的組裝起關(guān)鍵作用。之一。對基膜基質(zhì)的組裝起關(guān)鍵作用。也是胚胎也是胚胎發(fā)育中出現(xiàn)最早的細胞外基質(zhì)。發(fā)育中出現(xiàn)最早的細胞外基質(zhì)。 層粘連蛋白存在于上皮和內(nèi)皮下緊靠細層粘連蛋白存在于上皮和內(nèi)皮下緊靠細胞基底，肌細胞和脂肪細胞周圍，支持再生胞基底，肌細胞和脂肪細胞周圍，支持再生中的肝細胞。中的肝細胞。 LNLN為高分子糖蛋白，分子量為高分子糖蛋白，分子量820kDa,820kDa,由一由一條重鏈即條重鏈即A A鏈（鏈（400KD400KD）和）和B B1 1( ( ）（）（215KDa215K

50、Da）及及B B2 2（） (205KDa)(205KDa)兩條輕鏈構(gòu)成兩條輕鏈構(gòu)成 。電鏡。電鏡下為下為“+ +”字形結(jié)構(gòu)。字形結(jié)構(gòu)。由這由這三條肽鏈借二硫三條肽鏈借二硫鍵交聯(lián)成不對稱的十鍵交聯(lián)成不對稱的十字形分子，字形分子，十字形分十字形分子的子的3 3條短臂各由條短臂各由3 3條條肽鏈的肽鏈的N N端端構(gòu)成。構(gòu)成。每一每一短臂包括短臂包括2 2個球區(qū)及個球區(qū)及2 2個短桿區(qū)。個短桿區(qū)。長臂由長臂由3 3條條肽鏈的近肽鏈的近C C端序列共同端序列共同構(gòu)成桿區(qū)構(gòu)成桿區(qū)，而末端的而末端的分葉狀大球區(qū)僅由分葉狀大球區(qū)僅由鏈鏈C C端序列卷曲而成，端序列卷曲而成，近年發(fā)現(xiàn)近年發(fā)現(xiàn)LNLN分子中至分

51、子中至少有少有8 8個與細胞結(jié)合位個與細胞結(jié)合位點點. .鏈鏈 鏈膠原或硫酸化膜脂結(jié)合部位膠原或硫酸化膜脂結(jié)合部位IV型膠原結(jié)合部位型膠原結(jié)合部位硫酸化膜脂硫酸化膜脂結(jié)合部位結(jié)合部位細胞表面受體結(jié)合部位細胞表面受體結(jié)合部位神經(jīng)神經(jīng)軸突軸突表面表面受體受體結(jié)合結(jié)合部位部位是是與與肝肝素素結(jié)結(jié)合合的的部部位位，層粘連蛋白的功能層粘連蛋白的功能首先作為基膜的主要結(jié)構(gòu)成分對基膜的組裝起關(guān)首先作為基膜的主要結(jié)構(gòu)成分對基膜的組裝起關(guān)鍵作用。在細胞表面形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并將細胞固定在鍵作用。在細胞表面形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并將細胞固定在基膜上?；ど?。它可作為黏著因子介導(dǎo)細胞黏著于膠原它可作為黏著因子介導(dǎo)細胞黏著于膠原,

52、,使之發(fā)生使之發(fā)生鋪展。鋪展。在細胞發(fā)育過程中刺激細胞粘著、細胞運動，能在細胞發(fā)育過程中刺激細胞粘著、細胞運動，能夠刺激胚胎中神經(jīng)軸的生長，促進成年動物的神經(jīng)夠刺激胚胎中神經(jīng)軸的生長，促進成年動物的神經(jīng)損傷后重生長和再生。損傷后重生長和再生。基膜的組成基膜的組成層粘連蛋白層粘連蛋白 是基膜的主要成分，也是基膜的組織者是基膜的主要成分，也是基膜的組織者；巢蛋白巢蛋白(entactin)(entactin)型膠原型膠原硫酸肝素糖蛋白。硫酸肝素糖蛋白。 型膠原是基膜的核心分子，排列成型膠原是基膜的核心分子，排列成網(wǎng)狀；層粘連蛋白同網(wǎng)狀；層粘連蛋白同型膠原結(jié)合，覆蓋在型膠原結(jié)合，覆蓋在細胞表層。細胞表

53、層?；さ慕Y(jié)構(gòu)組成基膜的結(jié)構(gòu)組成四型膠原四型膠原層粘連蛋白層粘連蛋白基底膜蛋白基底膜蛋白巢蛋白巢蛋白 基膜的功能基膜的功能 基膜不僅對組織結(jié)構(gòu)起支持作用，同時也是滲基膜不僅對組織結(jié)構(gòu)起支持作用，同時也是滲透性的障礙，調(diào)節(jié)分子和細胞的運動。透性的障礙，調(diào)節(jié)分子和細胞的運動。在腎細胞中，在腎細胞中，基膜可以作為一種過濾器，允許小分子進入尿液，基膜可以作為一種過濾器，允許小分子進入尿液，扣下大分子蛋白質(zhì)。表皮下的基膜一方面阻止結(jié)締扣下大分子蛋白質(zhì)。表皮下的基膜一方面阻止結(jié)締組織的細胞進入表皮，組織的細胞進入表皮，另一方面允許防衛(wèi)戰(zhàn)士另一方面允許防衛(wèi)戰(zhàn)士白細胞的移動。白細胞的移動。 基膜對于細胞遷移也

54、有影響基膜對于細胞遷移也有影響，研究發(fā)現(xiàn)基膜能，研究發(fā)現(xiàn)基膜能夠阻止某些游動癌細胞的入侵，這一點特別引起人夠阻止某些游動癌細胞的入侵，這一點特別引起人們的興趣。們的興趣。 2 2、纖連蛋白、纖連蛋白( (Fibronectin,FNFibronectin,FN) ) FNFN是高分子量糖蛋白，廣泛存在于動物界，在是高分子量糖蛋白，廣泛存在于動物界，在體內(nèi)的分布十分廣泛。體內(nèi)的分布十分廣泛。 FNFN有三種，有三種，一種是血漿一種是血漿FNFN，為可溶性的二聚為可溶性的二聚體，存在于血漿和體液中，參與血凝、創(chuàng)傷愈合，體，存在于血漿和體液中，參與血凝、創(chuàng)傷愈合，增強吞噬細胞功能。增強吞噬細胞功能。

55、另一種是細胞表面另一種是細胞表面FNFN，為附著為附著在細胞表面的不溶性寡聚體，在成纖維細胞表面呈在細胞表面的不溶性寡聚體，在成纖維細胞表面呈纖維狀，與胞內(nèi)肌動蛋白絲的走行一致，兩者在組纖維狀，與胞內(nèi)肌動蛋白絲的走行一致，兩者在組裝上互相制約。裝上互相制約。第三種是基質(zhì)第三種是基質(zhì)FNFN, ,為高度難溶的纖維為高度難溶的纖維多聚體，存在于細胞外基質(zhì)中，包括細胞間質(zhì)及某多聚體，存在于細胞外基質(zhì)中，包括細胞間質(zhì)及某些基膜。些基膜。 纖連蛋白是由兩個亞基組成的二聚體，纖連蛋白是由兩個亞基組成的二聚體，其亞單位分子量為其亞單位分子量為220-250KD220-250KD，約由約由25002500個氨

56、基酸殘基構(gòu)成。各亞基在個氨基酸殘基構(gòu)成。各亞基在C C端形成連端形成連個二硫鍵交聯(lián)，整個分子成個二硫鍵交聯(lián)，整個分子成V V字型，每個字型，每個亞單位有數(shù)個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，具有與細胞表亞單位有數(shù)個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，具有與細胞表面受體、膠原、血纖蛋白和硫酸蛋白多糖面受體、膠原、血纖蛋白和硫酸蛋白多糖等高親和性的結(jié)合部位。等高親和性的結(jié)合部位。 FN的結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)模型 肝素肝素結(jié)合結(jié)結(jié)合結(jié)構(gòu)域構(gòu)域細胞表面細胞表面受體結(jié)合受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域膠原結(jié)膠原結(jié)合結(jié)構(gòu)合結(jié)構(gòu)域域血纖蛋白血纖蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)結(jié)合結(jié)構(gòu)域域環(huán)環(huán)肝素和血纖肝素和血纖蛋白結(jié)合結(jié)蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域構(gòu)域血纖蛋血纖蛋白結(jié)構(gòu)白結(jié)構(gòu)域域序列序列RGDRGD序列

57、序列用蛋白酶消化纖粘連蛋白與細胞結(jié)合區(qū)用蛋白酶消化纖粘連蛋白與細胞結(jié)合區(qū), , 發(fā)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)域中發(fā)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)域中Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp三肽序列負責(zé)三肽序列負責(zé)同細胞表面的結(jié)合同細胞表面的結(jié)合, , Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp序列序列( (又稱又稱RGDRGD序列序列) )同樣存在同樣存在于細胞外基質(zhì)和血液的其它類型的黏著蛋白于細胞外基質(zhì)和血液的其它類型的黏著蛋白序列中。序列中。Arg 精氨酸 Gly 甘氨酸 Asp 天冬氨酸 FNFN的主要功能的主要功能 介導(dǎo)細胞粘著介導(dǎo)細胞粘著，通過粘著，通過粘著，F(xiàn)NFN可通過細胞可通過細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)細胞的形狀

58、和細胞骨架的組信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)細胞的形狀和細胞骨架的組織，促進細胞鋪展?？?，促進細胞鋪展。FNFN對于各種細胞類型的遷對于各種細胞類型的遷移及分化是必須的，一般認為移及分化是必須的，一般認為FNFN基質(zhì)纖維為細基質(zhì)纖維為細胞運動提供軌道。胞運動提供軌道。 由于由于FNFN具有同時與細胞外基質(zhì)各類成分相結(jié)具有同時與細胞外基質(zhì)各類成分相結(jié)合的特點合的特點, ,并可促進細胞外基質(zhì)的其它成分的并可促進細胞外基質(zhì)的其它成分的沉積沉積, ,故認為故認為FNFN是細胞外基質(zhì)的組織者。是細胞外基質(zhì)的組織者。整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白 膠原膠原纖維纖維FN將將細細胞胞連連接接到到細細胞胞外外基基質(zhì)質(zhì)上上銜接蛋白銜接蛋白肌

59、動蛋肌動蛋白絲白絲纖連蛋白纖連蛋白質(zhì)膜質(zhì)膜 近幾年研究表明，近幾年研究表明，纖連蛋白同癌細胞擴散也有纖連蛋白同癌細胞擴散也有密切關(guān)系，密切關(guān)系，在正常組織里，細胞由多種多樣的糖蛋在正常組織里，細胞由多種多樣的糖蛋白粘連起來，并約束在一個固定的位置上，主要靠白粘連起來，并約束在一個固定的位置上，主要靠FNFN來維持其穩(wěn)定狀態(tài)，在這種情況下，癌細胞如果來維持其穩(wěn)定狀態(tài)，在這種情況下，癌細胞如果要轉(zhuǎn)移，就必須先將結(jié)合在細胞間的要轉(zhuǎn)移，就必須先將結(jié)合在細胞間的FNFN切斷或消化切斷或消化掉，癌細胞才能游離開自由活動，并通過血液或淋掉，癌細胞才能游離開自由活動，并通過血液或淋巴系統(tǒng)漂移出去。巴系統(tǒng)漂移出

60、去。通過對勞氏肉瘤病毒研究發(fā)現(xiàn)，通過對勞氏肉瘤病毒研究發(fā)現(xiàn)，癌基因和合成一種蛋白來激活癌基因和合成一種蛋白來激活FNFN水解酶的活性，可水解酶的活性，可切斷切斷FNFN形成的網(wǎng)絡(luò)，水解酶是正常細胞自身合成的，形成的網(wǎng)絡(luò)，水解酶是正常細胞自身合成的，但沒有活性，只有被外來物質(zhì)激活后才能起作用但沒有活性，只有被外來物質(zhì)激活后才能起作用。（五）植物細胞壁（五）植物細胞壁 細胞壁的結(jié)構(gòu)組成細胞壁的結(jié)構(gòu)組成植物的細胞壁植物的細胞壁可看作是高等植物細胞的胞外可看作是高等植物細胞的胞外基質(zhì)，基質(zhì)，相當(dāng)于動物細胞的細胞外基質(zhì)相當(dāng)于動物細胞的細胞外基質(zhì)動物細胞的細胞外基質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)動物細胞的細胞外基質(zhì)的