第十四章 细胞外基质及其与细胞的相互作用 细胞外基质细胞外基质 Ø细胞外基质的主要组分细胞外基质的主要组分Ø基膜与整联蛋白基膜与整联蛋白Ø细胞外基质与细胞的相互作用细胞外基质与细胞的相互作用 第一节第一节 细胞外基质的主要组分细胞外基质的主要组分 细胞外基质分类细胞外基质分类纤维网架凝胶样基质粘附成分 氨基聚糖多糖和糖蛋白蛋白聚糖弹性蛋白结构蛋白胶原粘着糖蛋白层粘连蛋白纤粘连蛋白 细胞外基质细胞外基质 重复二糖单位构成的直链多糖,其二糖单位通常由氨基已糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)和糖醛酸组成硫酸皮肤素二糖重复单位氨基聚糖多数糖基硫酸化并带有羧基，呈强负电性 六种类型糖基连接方式硫酸化位置透明质酸（HA）硫酸软骨素（CS）硫酸皮肤素（DS）硫酸角质素（KS）硫酸乙酰肝素（HS）肝素（heparin） 透明质酸（hyaluronic acid, HA）唯一不含硫酸基的氨基聚糖 蛋白聚糖结构示意图 Cartilagenous ECM（软骨组织中的外基质）（软骨组织中的外基质）: (GAG = glycosaminoglycans = polymers of disaccharides) 多态性 细胞外基质分类细胞外基质分类纤维网架凝胶样基质粘附成分 氨基聚糖多糖和糖蛋白蛋白聚糖弹性蛋白结构蛋白胶原粘着糖蛋白层粘连蛋白纤粘连蛋白 胶原（collagen）分布于各种组织细胞间。
体内含量最多的蛋白(30%)高度特化、不溶性的纤维蛋白家族，属于硬蛋白 胶原在不同组织中的含量 /组织胶原的含量（克 100 克干重）跟腱86.0皮肤71.9角膜68.1软骨4663韧带17.0主动脉1224肺10肝4 类型类型分子式分子式 超微结构超微结构 化学特征化学特征 分分 布布 来来 源源 Ⅰ [ 1（（Ⅰ））]2 2(Ⅰ) 67nm横纹横纹纤维纤维 低羟赖氨低羟赖氨酸酸 、低糖、低糖类类 皮肤、肌键、皮肤、肌键、骨、韧带、骨、韧带、眼角膜眼角膜 成纤维细胞成纤维细胞 Ⅱ [ 1(Ⅱ)]3 67nm横纹横纹纤维纤维 高羟赖氨高羟赖氨酸酸 、高糖、高糖类类 软骨、椎间软骨、椎间盘盘 、、 脊索、脊索、眼玻璃体眼玻璃体 成软骨细胞成软骨细胞成纤维细胞成纤维细胞 Ⅲ [ 1（（Ⅲ））]3 67nm横纹横纹纤维纤维 高羟脯氨高羟脯氨酸、酸、低羟赖氨低羟赖氨酸、低糖酸、低糖类类 皮肤、血管、皮肤、血管、内部器官内部器官 网状细胞网状细胞 Ⅳ [ 1(Ⅳ)] 2 2 (Ⅳ) 网状不形网状不形成纤维束成纤维束 很高的羟很高的羟赖氨酸、赖氨酸、高糖类高糖类 基膜基膜 上皮细胞上皮细胞内皮细胞内皮细胞 胶原的类型 胶原的类型 间充质的成纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞、各种上皮细胞、牙本质细胞和神经组织的雪旺细胞均可合成 胶原蛋白的基本结构单位是原胶原分子原胶原分子原胶原分子胶原原纤维胶原原纤维胶原纤维束胶原纤维束 肽链肽链 x：脯氨酸y：羟脯氨酸或羟赖氨酸Gly：甘氨酸Gly-x-y重复序列原胶原分子是由三条α肽链盘绕成的三股螺旋结构 类型类型分子式分子式 超微结构超微结构 化学特征化学特征 分分 布布 来来 源源 Ⅰ [ 1（（Ⅰ））]2 2(Ⅰ) 67nm横纹横纹纤维纤维 低羟赖氨低羟赖氨酸酸 、低糖、低糖类类 皮肤、肌键、皮肤、肌键、骨、韧带、骨、韧带、眼角膜眼角膜 成纤维细胞成纤维细胞 Ⅱ [ 1(Ⅱ)]3 67nm横纹横纹纤维纤维 高羟赖氨高羟赖氨酸酸 、高糖、高糖类类 软骨、椎间软骨、椎间盘盘 、、 脊索、脊索、眼玻璃体眼玻璃体 成软骨细胞成软骨细胞成纤维细胞成纤维细胞 Ⅲ [ 1（（Ⅲ））]3 67nm横纹横纹纤维纤维 高羟脯氨高羟脯氨酸、酸、低羟赖氨低羟赖氨酸、低糖酸、低糖类类 皮肤、血管、皮肤、血管、内部器官内部器官 网状细胞网状细胞 Ⅳ [ 1(Ⅳ)] 2 2 (Ⅳ) 网状不形网状不形成纤维束成纤维束 很高的羟很高的羟赖氨酸、赖氨酸、高糖类高糖类 基膜基膜 上皮细胞上皮细胞内皮细胞内皮细胞 胶原的类型 前胶原分子原胶原分子 胶原的合成切去信号肽、切去信号肽、高尔基体羟高尔基体羟基化、糖基化基化、糖基化形成二硫键，以氢键连接形形成二硫键，以氢键连接形成三股螺旋的前胶原。
成三股螺旋的前胶原前胶原合成后分泌进前胶原合成后分泌进入细胞间隙中入细胞间隙中切去前肽，形成直径切去前肽，形成直径1.5nm、长、长300nm的原的原胶原分子胶原分子前肽的功能：诱导装配，分泌前防止交联成胶原原纤维 前胶原分子原胶原分子 胶原的形成原胶原分子胶原原纤维胶原纤维束 赖氨酸氧赖氨酸氧化酶化酶作用作用下，赖氨下，赖氨酸残基横酸残基横联共价结联共价结合合 Rubberman’s disease先天性缺乏赖氨酰氧化酶，影响胶原纤维之间的交联 胶原的发生与疾病胶原的发生与疾病 胶原纤维形成异常：坏血病 遗传性胶原病：胶原的表达或装配异常， 如成骨发育不全综合症 病理性纤维化：胶原表达过度，分配 比例失调，如肝硬化 免疫性胶原病：类风湿性关节炎、肾炎 构象呈无规则卷曲状态通过Lys残基相互交连成网状结构弹性蛋白（elastin）两种不同类型短肽交替排列而成 Ø 半衰期74年，生命初期合成Ø750830个氨基酸组成的疏水纤维蛋白Ø富含甘氨酸、脯氨酸，无Gly-X-Y重复序列Ø不发生糖基化，很少羟化弹性蛋白的特点 6 岁90 岁 交联与衰老 微原纤维（microfibrils） 马方综合症 海曼，195cm 1955-1986武强，212cm 1986-2009 细胞外基质细胞外基质 细胞外基质分类细胞外基质分类纤维网架凝胶样基质粘附成分 氨基聚糖多糖和糖蛋白蛋白聚糖弹性蛋白结构蛋白胶原粘着糖蛋白层粘连蛋白纤粘连蛋白 纤粘连蛋白( fibronectin, FN )高分子量糖蛋白，含糖4.5 % ~9.5%，亚单位约2500个氨基酸 层粘连蛋白(laminin) 层粘连蛋白纤粘连蛋白含糖量15-28%5-9.5%糖链结构复杂简单分布动物个体胚胎发育中出现最早的外基质成分，基膜血浆及各种体液中，动物界最为普遍存在的非胶原糖蛋白之一 RGD 三肽序列三肽序列Arg-Gly-Asp(精精aa-甘甘aa-天冬天冬aa)细胞识别的最小结构单位细胞识别的最小结构单位 第二节 基膜与整联蛋白 整联蛋白integrin又称整合素，一类依赖于Ca2+和Mg2+的异亲性细胞黏附因子 Arg-Gly-Asp 选择素及整联蛋白介导白细胞迁移选择素及整联蛋白介导白细胞迁移整联蛋白整联蛋白唾液酸化的唾液酸化的路易斯寡糖路易斯寡糖细胞黏附分子细胞黏附分子血管血管（（V-CAM）） 整联蛋白识别RGD序列介导细胞与外基质黏附 血小板整联蛋白与纤维蛋白原结合介导血小板的相互黏附血小板整联蛋白与纤维蛋白原结合介导血小板的相互黏附 基膜 basement membrane 细胞外基质特化而成的一种柔软、坚韧的网膜结构，厚度约为40-120 nm，以不同形式存在不同组织结构中。
基膜的功能Ø支撑作用Ø决定细胞的极性Ø调节通透性 层粘连蛋白是基底膜的重要组成部分渗滤素渗滤素内联蛋白内联蛋白 第三节 细胞外基质与细胞的相互作用 Ø细胞是所有细胞基质产生的最终来源Ø不同细胞外基质的差异性产生取决于其来源细胞的性质及功能状态Ø细胞外基质成分的降解是在细胞的控制下进行的 Ø影响细胞的生存与死亡Ø参与细胞增殖的调节Ø参与细胞分化的调控Ø决定细胞的形态Ø影响细胞的迁徙 思考题思考题1.细胞外基质化学组成主要有哪些，有哪些主要功能？2.胶原的分子组成和结构有何特点，如何合成和装配， 有何功能？3.纤粘连蛋白分子结构如何，有哪些类型，有哪些生物 学作用？ Thanks! 。
