细胞外基质及其与细胞的相互作用.pps

第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞细胞外基质及其与细胞的相互作用的相互作用Extracellular Matrix and the Interaction with the Cells 基础医学院细胞生物学与遗传学教研室 陈贤均概述概述1.细胞外基质与细胞的关系细胞外基质与细胞的关系（1）结构方面：细胞外基质与细胞共同构成组织）结构方面：细胞外基质与细胞共同构成组织（2）功能方面：对细胞有支持、保护、营养的作用，）功能方面：对细胞有支持、保护、营养的作用，与细胞代谢、增殖、生长、分化、识别、黏着、迁与细胞代谢、增殖、生长、分化、识别、黏着、迁移、组织创伤修复等正常生理活动和异常病理改变移、组织创伤修复等正常生理活动和异常病理改变有密切关系有密切关系就像墙砖与粘合剂的关系就像墙砖与粘合剂的关系就像墙砖与粘合剂的关系就像墙砖与粘合剂的关系就像水与鱼、土壤与植物的关系就像水与鱼、土壤与植物的关系就像水与鱼、土壤与植物的关系就像水与鱼、土壤与植物的关系12/16/202212/16/20222 2细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.胞外基质成分由该组织的细胞合成和分泌。胞外基质成分由该组织的细胞合成和分泌。本章内容：本章内容：第一节第一节 细胞外基质的主要成分细胞外基质的主要成分第二节第二节 细胞外基质的特化结构细胞外基质的特化结构基底膜基底膜第三节第三节 细胞外基质与细胞间的相互作用细胞外基质与细胞间的相互作用12/16/202212/16/20223 3细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制第一节第一节 细胞外基质的主要成分细胞外基质的主要成分细胞外基质中的大分子：细胞外基质中的大分子：一、一、氨基聚糖与蛋白聚糖氨基聚糖与蛋白聚糖（凝胶样基质成分）（凝胶样基质成分）二、二、胶原蛋白与弹性蛋白胶原蛋白与弹性蛋白（纤维状网架成分）（纤维状网架成分）三、三、纤粘连蛋白与层粘连蛋白纤粘连蛋白与层粘连蛋白（粘着成分）（粘着成分）12/16/202212/16/20224 4细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制一、氨基聚糖与蛋白聚糖一、氨基聚糖与蛋白聚糖（一）氨基聚糖（一）氨基聚糖1.结构：重复的二糖单位构成的直链多糖结构：重复的二糖单位构成的直链多糖(详见表详见表11-1)。二糖单位：二糖单位：己糖醛酸：葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸己糖醛酸：葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸氨基己糖：氨基己糖：N-乙酰氨基葡萄糖或乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖透明质酸链的二糖单位重复序列透明质酸链的二糖单位重复序列不同的氨基聚糖的二糖单位不同的氨基聚糖的二糖单位12/16/202212/16/20225 5细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.种类：根据种类：根据糖基性质糖基性质、连接方式连接方式、硫酸硫酸化程度化程度和和分布部位分布部位分为六种：分为六种：（1）透明质酸）透明质酸 非硫酸化非硫酸化（2）肝素）肝素（3）硫酸乙酰肝素）硫酸乙酰肝素（4）硫酸软骨素）硫酸软骨素（5）硫酸皮肤素）硫酸皮肤素（6）硫酸角质素）硫酸角质素硫酸化硫酸化12/16/202212/16/20226 6细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制表表11-1 氨基聚糖的分子特性及组织分布氨基聚糖的分子特性及组织分布注：*L-艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化糖链中的D-葡萄糖醛酸进行差向异构化而生成的。氨基聚糖 重复二糖单位 每二糖单位所含硫酸基 组织分布 透明质酸(HA)hyaluronic acid 葡萄糖醛酸-N乙酰氨基葡萄糖 0结缔组织、皮肤、软骨、滑液、玻璃体 硫酸软骨素(CS)chondroitin sulfate葡萄糖醛酸-N乙酰氨基半乳糖 0.22.3软骨、角膜、骨、皮肤、动脉 硫酸皮肤素(DS)dermatan sulfate 葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸*-N乙酰氨基半乳糖 1.02.0皮肤、血管、心、心瓣膜 硫酸乙酰肝素(HS)heparan sulfate 葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸*-N乙酰氨基葡萄糖 0.23.0肺，动脉，细胞表面 肝素heparin 葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸*-N乙酰氨基葡萄糖2.03.0肺、肝、皮肤，肥大细胞 硫酸角质素(KS)keratankeratan sulfate sulfate 半乳糖-N乙酰氨基葡萄糖0.91.8 软骨、角膜、椎间盘 12/16/202212/16/20227 7细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（二）蛋白聚糖（二）蛋白聚糖（proteoglycan,PG）1.结构：由氨基聚糖结构：由氨基聚糖(除透明质酸外除透明质酸外)与核心蛋白与核心蛋白(core-protein)共价结合的高分子复合物。共价结合的高分子复合物。透明质酸（中轴）透明质酸（中轴）蛋蛋白白聚聚糖糖蛋白聚蛋白聚糖单体糖单体连接蛋白连接蛋白核心蛋白（单链核心蛋白（单链多肽）多肽）氨基聚糖（相同氨基聚糖（相同或不同）或不同）12/16/202212/16/20228 8细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.2.合成与装配合成与装配合成与装配合成与装配（1）核心蛋白合成（结合核糖体）核心蛋白合成（结合核糖体）（2）核心蛋白）核心蛋白+糖链糖链 蛋白聚糖单体蛋白聚糖单体(内质网腔内质网腔)12/16/202212/16/20229 9细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3.氨基聚糖和蛋白聚糖的理化特性氨基聚糖和蛋白聚糖的理化特性（1）在生理）在生理pH值下带有密集的负电荷；值下带有密集的负电荷；（2）电荷互斥使分子呈高度伸展状态，形成多孔亲水）电荷互斥使分子呈高度伸展状态，形成多孔亲水凝胶；凝胶；（3）电负性吸引）电负性吸引Na+，Na+结合水，产生膨胀压。结合水，产生膨胀压。（4）分子结构）分子结构具有多态性具有多态性（核心蛋白的氨基酸序列可以不同，（核心蛋白的氨基酸序列可以不同，多糖链的长度和成分可以不同）多糖链的长度和成分可以不同）12/16/202212/16/20221010细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（三）氨基聚糖与蛋白聚糖的功能（自学）（三）氨基聚糖与蛋白聚糖的功能（自学）1.形成凝胶样基质，使组织具有弹性和抗压性形成凝胶样基质，使组织具有弹性和抗压性2.对物质转运有选择通透性对物质转运有选择通透性基膜基膜3.抗凝血作用抗凝血作用肝素肝素4.传递信息传递信息细胞表面的蛋白聚糖细胞表面的蛋白聚糖5.氨基聚糖丰富的阴离子有助于钙盐沉积和骨的钙氨基聚糖丰富的阴离子有助于钙盐沉积和骨的钙化化骨组织中的氨基聚糖骨组织中的氨基聚糖6.氨基聚糖与蛋白聚糖的含量和种类变化与年龄变氨基聚糖与蛋白聚糖的含量和种类变化与年龄变化和衰老有关化和衰老有关7.角膜中的蛋白聚糖具有透光性角膜中的蛋白聚糖具有透光性12/16/202212/16/20221111细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（四）氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病（自学）（四）氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病（自学）1.氨基聚糖或蛋白聚糖及其降解中间产物的堆积造成氨基聚糖或蛋白聚糖及其降解中间产物的堆积造成粘多糖贮积症粘多糖贮积症2.氨基聚糖的变化和蛋白聚糖的异常表达对肿瘤发生、氨基聚糖的变化和蛋白聚糖的异常表达对肿瘤发生、发展及转移有重要作用。发展及转移有重要作用。12/16/202212/16/20221212细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制二、胶原与弹性蛋白二、胶原与弹性蛋白（一）胶原（一）胶原（collagen）含量：含量：人体含量最丰富，占蛋白总量的人体含量最丰富，占蛋白总量的25%30%。为不溶性纤维蛋白，衰老生物学检测指标。为不溶性纤维蛋白，衰老生物学检测指标。分布：分布：分布于各种组织，结缔组织中特别丰富，在分布于各种组织，结缔组织中特别丰富，在细胞外基质中形成网状结构。细胞外基质中形成网状结构。12/16/202212/16/20221313细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1.胶原的分子结构胶原的分子结构（1）每个胶原分子是由）每个胶原分子是由3条条 肽链肽链(20多种多种)绕成的同绕成的同源或异源源或异源三股螺旋结构三股螺旋结构；（2）富含）富含Gly-Pro-Hypro/Hylys三肽重复顺序；三肽重复顺序；因此富含因此富含Gly、Pro和和Lys；这些特征为胶原所特有。这些特征为胶原所特有。（3）氨基酸的）氨基酸的羟基化羟基化与与糖基化糖基化使使肽链彼此交联肽链彼此交联，稳，稳定结构。定结构。12/16/202212/16/20221414细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制胶原纤维的胶原纤维的扫描电镜图扫描电镜图胶原分子在胶原分子在胶原原纤维胶原原纤维中的排列中的排列3-螺旋螺旋12/16/202212/16/20221515细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.胶原的主要类型（了解）胶原的主要类型（了解）20多种多种 链构成已知的链构成已知的19种胶原。常见的是种胶原。常见的是、型。型。表表11-2 几种胶原的分子组成、组织分布及来源几种胶原的分子组成、组织分布及来源类型类型亚单位亚单位组织分布组织分布来源来源 1(I)2 2(I)皮肤，肌腱，骨，韧带，角膜，皮肤，肌腱，骨，韧带，角膜，筋膜筋膜成纤维细胞成纤维细胞 1(II)3透明软骨，椎间盘髓核，玻璃透明软骨，椎间盘髓核，玻璃体细纤维，脊索体细纤维，脊索成纤维细胞成纤维细胞 1(III)3皮肤，肌肉，结缔组织，血管皮肤，肌肉，结缔组织，血管壁，常与壁，常与I型共分布型共分布成纤维细胞成纤维细胞网织红细胞网织红细胞 1()2 2()基底膜基底膜上皮细胞上皮细胞内皮细胞内皮细胞12/16/202212/16/20221616细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制表表11-2续续 几种胶原的分子组成、组织分布和来源几种胶原的分子组成、组织分布和来源类型类型亚单位亚单位组织分布组织分布来源来源1()22()1()3 皮肤，血管，内部器官皮肤，血管，内部器官平滑肌细胞成平滑肌细胞成肌细胞肌细胞1()2()3()血管，子宫，胎盘，皮肤血管，子宫，胎盘，皮肤结缔组织结缔组织成纤维细胞软成纤维细胞软骨细胞骨细胞1()3复层鳞状上皮复层鳞状上皮(皮肤皮肤,口腔口腔,阴道阴道,子宫粘膜等子宫粘膜等)下方下方上皮细胞？上皮细胞？1()3弹性软骨，软骨生长板，弹性软骨，软骨生长板，软骨周围，骨膜，脊索软骨周围，骨膜，脊索内皮细胞内皮细胞1()2()3()透明软骨（与透明软骨（与II型胶原纤型胶原纤维共存）维共存）成软骨细胞成软骨细胞1()3增生性软骨（内软骨骨化增生性软骨（内软骨骨化区）区）增殖中的软骨增殖中的软骨细胞细胞12/16/202212/16/20221717细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3.胶原的合成与装配胶原的合成与装配合成胶原的细胞类型有：成纤维细胞，成骨细胞，合成胶原的细胞类型有：成纤维细胞，成骨细胞，成软骨细胞，成肌细胞；上皮细胞，内皮细胞，成软骨细胞，成肌细胞；上皮细胞，内皮细胞，脂肪细胞，雪旺氏细胞，牙本质细胞脂肪细胞，雪旺氏细胞，牙本质细胞12/16/202212/16/20221818细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（1）胶原在细胞内的合成胶原在细胞内的合成mRNA多肽链多肽链 前前 链链 前胶原分子前胶原分子（细胞内）前胶原分子前胶原分子（细胞外）在在rERrER附着附着核糖体中核糖体中合成多肽合成多肽，并进入并进入ERER腔腔在在ER腔中腔中,切去信号肽切去信号肽;脯脯氨酸氨酸,赖氨酸羟基化赖氨酸羟基化,羟羟赖氨赖氨酸酸糖基化糖基化;肽链两端加上前肽肽链两端加上前肽序列序列在在ER腔中腔中,3条条 链之间相互链之间相互交联形成前胶原分子交联形成前胶原分子;之后转之后转运至高尔基体运至高尔基体分泌到细胞外基质中分泌到细胞外基质中 12/16/202212/16/20221919细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（2 2）胶原在细胞外的装配）胶原在细胞外的装配前胶原分子前胶原分子（细胞外）（细胞外）胶原分子胶原分子（1.5300 nm）胶原原纤维胶原原纤维（有明暗相间的横纹）（有明暗相间的横纹）胶原纤维胶原纤维（直径数（直径数m,光镜下可见光镜下可见）在细胞基质中由前肽酶在细胞基质中由前肽酶切去前肽切去前肽 自我组装：相邻分子相自我组装：相邻分子相错错1/4长度，前后分子相长度，前后分子相隔隔35nm距离距离 胶原原纤维聚集成束胶原原纤维聚集成束 12/16/202212/16/20222020细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制胶原原纤维中胶原分子的排列方式胶原原纤维中胶原分子的排列方式相邻分子相错1/4长度，前后分子相隔35nm距离12/16/202212/16/20222121细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制4.胶原的主要功能胶原的主要功能（1）抗牵拉损伤作用：皮肤、肌腱中的胶原）抗牵拉损伤作用：皮肤、肌腱中的胶原（2）抗骨折作用：骨骼中的胶原）抗骨折作用：骨骼中的胶原（3）保护细胞：腺泡、肌肉细胞周围的胶原）保护细胞：腺泡、肌肉细胞周围的胶原（4）维持组织、器官完整性：组织、器官表）维持组织、器官完整性：组织、器官表面和内部的胶原面和内部的胶原（5）肌腱连接肌肉与骨骼）肌腱连接肌肉与骨骼12/16/202212/16/20222222细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制5.与胶原异常有关的疾病（了解）与胶原异常有关的疾病（了解）疾病疾病主要临床症状主要临床症状致病机制致病机制1.维生素维生素C缺乏症缺乏症血管、肌腱、血管、肌腱、皮肤变脆，易皮肤变脆，易出血（坏血病）出血（坏血病）缺乏维生素缺乏维生素C，多肽链中的，多肽链中的脯氨酸、赖氨酸不能进行羟脯氨酸、赖氨酸不能进行羟化反应和糖基化反应，不能化反应和糖基化反应，不能形成正常的胶原原纤维。形成正常的胶原原纤维。2.成骨不成骨不全综合征全综合征骨骼发育不良，骨骼发育不良，骨质疏松变脆，骨质疏松变脆，蓝色巩膜，听蓝色巩膜，听力丧失力丧失基因突变导致基因突变导致 I 型胶原合成型胶原合成障碍，结缔组织中障碍，结缔组织中I 型胶原型胶原含量下降；胶原纤维成熟受含量下降；胶原纤维成熟受抑制，骨结构异常改变抑制，骨结构异常改变12/16/202212/16/20222323细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制&胶原是骨骼、皮肤、巩膜及牙本质等组织的主胶原是骨骼、皮肤、巩膜及牙本质等组织的主要成分，因而胶原异常这些部位的病变更明显。要成分，因而胶原异常这些部位的病变更明显。疾病疾病主要临床症状主要临床症状致病机制致病机制3.类风类风湿性关湿性关节炎节炎关节疼痛、肿胀，活动受关节疼痛、肿胀，活动受限限产生了针对胶原产生了针对胶原的抗体，导致自的抗体，导致自体免疫体免疫4.爱当爱当综合征综合征骨骼、肌腱缺乏刚性，关骨骼、肌腱缺乏刚性，关节活动过度，皮肤、肌腱、节活动过度，皮肤、肌腱、血管变脆。血管变脆。胶原胶原N端延长，端延长，或未切去前肽，或未切去前肽，结构异常。结构异常。12/16/202212/16/20222424细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制12/16/202212/16/20222525细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制12/16/202212/16/20222626细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（二）弹性蛋白（二）弹性蛋白（elastin）1.理化特点：理化特点：（1）不溶性纤维蛋白，富含）不溶性纤维蛋白，富含Gly与与Pro；非糖基化，很；非糖基化，很少羟基化。不含胶原特有的三肽序列。少羟基化。不含胶原特有的三肽序列。（2）肽链由疏水性短肽（赋予分子以弹性）和）肽链由疏水性短肽（赋予分子以弹性）和 -螺螺旋短肽（负责分子间交联）旋短肽（负责分子间交联）两类型排列构成。两类型排列构成。（3）肽链呈不规则螺旋、网络和卷曲结构，具有高度）肽链呈不规则螺旋、网络和卷曲结构，具有高度弹性回缩能力。弹性回缩能力。2.组织分布组织分布主要分布在真皮、韧带、弹性动脉等位置主要分布在真皮、韧带、弹性动脉等位置12/16/202212/16/20222727细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3.合成与装配合成与装配在在内质网内质网合成合成可溶性弹性蛋白原可溶性弹性蛋白原分泌到细胞外，由分泌到细胞外，由赖氨赖氨酸酸之间之间相互交联相互交联装配成装配成不溶性弹性纤维网不溶性弹性纤维网。4.功能功能是构成弹性纤维的主要成份，与胶原纤维相互交织成细是构成弹性纤维的主要成份，与胶原纤维相互交织成细胞外基质中的纤维网络，共同维持组织的弹性和韧性，胞外基质中的纤维网络，共同维持组织的弹性和韧性，防止组织撕裂和过度伸展。防止组织撕裂和过度伸展。12/16/202212/16/20222828细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制三、粘着糖蛋白（三、粘着糖蛋白（p250）&已发现数十种粘着糖蛋白，研究和了解得最多的是已发现数十种粘着糖蛋白，研究和了解得最多的是纤粘连蛋白和层粘连蛋白。分子中有与细胞和胞外纤粘连蛋白和层粘连蛋白。分子中有与细胞和胞外基质成分结合的多个结构域。基质成分结合的多个结构域。12/16/202212/16/20222929细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（一）（一）纤粘连蛋白纤粘连蛋白（fibronectin,FN）1.结构与分布结构与分布（1）亚单位特征：各种）亚单位特征：各种FN亚单位具有亚单位具有57个不同功能个不同功能的的结构域结构域。不同结构域可分别与胶原、肝素、纤维。不同结构域可分别与胶原、肝素、纤维蛋白、凝血因子、多胺、蛋白、凝血因子、多胺、DNA及细胞表面受体结合。及细胞表面受体结合。12/16/202212/16/20223030细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（2）二聚体：由）二聚体：由2个亚单位个亚单位C端借二硫键结合构成端借二硫键结合构成V形形分子分子，是，是FN的典型结构和基本结构。主要由肝实质的典型结构和基本结构。主要由肝实质细胞合成，可溶，分布于血浆和其他体液中，称血细胞合成，可溶，分布于血浆和其他体液中，称血浆浆FN。12/16/202212/16/20223131细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（3）多聚体：多个亚单位借二硫键结合成纤维状多聚体：多个亚单位借二硫键结合成纤维状聚合体。主要由间质细胞合成，不溶，分布在细聚合体。主要由间质细胞合成，不溶，分布在细胞表面和胞外基质，称细胞胞表面和胞外基质，称细胞FN。2.功能功能（1）将细胞固定于基质或支持表面；）将细胞固定于基质或支持表面；（2）参与细胞分化和胚胎发育器官发生期的细胞）参与细胞分化和胚胎发育器官发生期的细胞迁移；迁移；（3）血浆）血浆纤连蛋白促进凝血及创伤修复。纤连蛋白促进凝血及创伤修复。12/16/202212/16/20223232细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制3.纤粘连蛋白与疾病（自学）纤粘连蛋白与疾病（自学）（1）患肝脏疾病时，血浆）患肝脏疾病时，血浆FN蛋白量减少；蛋白量减少；（2）肾小球基膜中的）肾小球基膜中的FN蛋白可引发肾小球肾炎；蛋白可引发肾小球肾炎；（3）在创伤愈合过程中，愈伤组织局部的）在创伤愈合过程中，愈伤组织局部的FN过度过度表达表达导致导致瘢痕瘢痕过度形成。过度形成。（4）恶性肿瘤组织的细胞表面纤连蛋白受体异常，）恶性肿瘤组织的细胞表面纤连蛋白受体异常，细胞粘着力降低，细胞容易脱离组织而转移。细胞粘着力降低，细胞容易脱离组织而转移。12/16/202212/16/20223333细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制（二）层粘连蛋白（二）层粘连蛋白&层粘连蛋白层粘连蛋白（laminin,LN）是基底膜主要结构组分）是基底膜主要结构组分之一。之一。&分布分布于于上皮细胞和内皮细胞的基膜；肌细胞、脂肪上皮细胞和内皮细胞的基膜；肌细胞、脂肪细胞、雪旺细胞周围特化的细胞外基质。细胞、雪旺细胞周围特化的细胞外基质。&由上皮细胞、内皮细胞、肌细胞、脂肪细胞等合成由上皮细胞、内皮细胞、肌细胞、脂肪细胞等合成和分泌。和分泌。12/16/202212/16/20223434细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制1.分子结构分子结构（1）糖蛋白）糖蛋白（2 2）是由是由、三条三条肽链组肽链组成的异三聚成的异三聚体；体；链间链间借二硫借二硫键键交交联联，外形呈不外形呈不对对称十字形。称十字形。（3）分子中存在多个）分子中存在多个结结构域，具有与多构域，具有与多种物种物质结质结合的功能。合的功能。12/16/202212/16/20223535细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.2.功能功能（1）构成基膜，是基膜的主要结构成份；）构成基膜，是基膜的主要结构成份；（2）可）可使细胞固定在基膜上使细胞固定在基膜上；（3）保持细胞黏附，参与细胞分化；）保持细胞黏附，参与细胞分化；（4）促进神经元轴突的生长。）促进神经元轴突的生长。12/16/202212/16/20223636细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制可结合的成份：可结合的成份：IV型胶原型胶原肝素肝素硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素神经节苷脂神经节苷脂膜整联蛋白膜整联蛋白脑苷脂等脑苷脂等可结合的细胞：可结合的细胞：上皮细胞上皮细胞内皮细胞内皮细胞某些成纤维细胞某些成纤维细胞神经元神经元神经鞘细胞神经鞘细胞肿瘤细胞等肿瘤细胞等12/16/202212/16/20223737细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制第二节第二节 细胞外基质的特化结构细胞外基质的特化结构基底膜基底膜一、基底膜的分布一、基底膜的分布分布分布于于上皮细胞、内皮细胞的基底部；肌细胞、脂肪上皮细胞、内皮细胞的基底部；肌细胞、脂肪细胞、雪旺细胞（细胞、雪旺细胞（Schwann cell,SC）周围。）周围。基底膜的分布与层粘连蛋白的分布一致。基底膜的分布与层粘连蛋白的分布一致。12/16/202212/16/20223838细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制二、基底膜的成分二、基底膜的成分1.型胶原：型胶原：胶原分子以球形胶原分子以球形头部相对形成二聚体，二聚头部相对形成二聚体，二聚体尾部共价交联形成片层网体尾部共价交联形成片层网络结构络结构。链中不链中不Gly-Pro-Lys三肽重复三肽重复顺序；顺序；不形成规则的不形成规则的 螺旋结构和螺旋结构和胶胶原纤维原纤维；分泌到细胞外基质中的胶原分泌到细胞外基质中的胶原分子仍保留球形前肽分子仍保留球形前肽。12/16/202212/16/20223939细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.层粘连蛋白：十字形分子相连装配成网状结构，通过内联层粘连蛋白：十字形分子相连装配成网状结构，通过内联蛋白与蛋白与型胶原相连。型胶原相连。3.内联蛋白：连接内联蛋白：连接型胶原和层粘连蛋白。型胶原和层粘连蛋白。4.渗滤素：基底膜中含量最丰富的蛋白聚糖，与胶原、层粘渗滤素：基底膜中含量最丰富的蛋白聚糖，与胶原、层粘连蛋白结合，共同构成网络结构。连蛋白结合，共同构成网络结构。12/16/202212/16/20224040细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制三、基底膜的生物学功能三、基底膜的生物学功能1.支撑上皮细胞，连接上皮组织与结缔组织支撑上皮细胞，连接上皮组织与结缔组织2.有高度物质通透选择性，是上皮组织与结缔组织之间有高度物质通透选择性，是上皮组织与结缔组织之间的物质通透屏障的物质通透屏障3.阻止细胞迁移阻止细胞迁移12/16/202212/16/20224141细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制第三节第三节 细胞外基质与细胞间的相互作用细胞外基质与细胞间的相互作用(自学自学)细胞与细胞外基质共同构成组织，二者相互依存细胞与细胞外基质共同构成组织，二者相互依存一、细胞外基质对细胞生物学行为的影响一、细胞外基质对细胞生物学行为的影响1.影响细胞的形态结构影响细胞的形态结构培养细胞在不同的细胞外基质上黏附和铺展时呈现培养细胞在不同的细胞外基质上黏附和铺展时呈现不同形态不同形态柱状上皮只有在基底膜上才表现出柱状特征，游离柱状上皮只有在基底膜上才表现出柱状特征，游离后呈球形（除磷状上皮、肌细胞外，其他细胞游离后呈球形（除磷状上皮、肌细胞外，其他细胞游离后都呈球形，所以不足为据）后都呈球形，所以不足为据）12/16/202212/16/20224242细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制2.影响细胞的生存与死亡影响细胞的生存与死亡失巢凋亡是由于细胞脱离细胞外机制后，细胞骨失巢凋亡是由于细胞脱离细胞外机制后，细胞骨架松散而致线粒体释放细胞色素架松散而致线粒体释放细胞色素C活化活化caspase凋亡途径导致细胞凋亡。凋亡途径导致细胞凋亡。当细胞黏附在胞外基质上与整联蛋白结合后，可当细胞黏附在胞外基质上与整联蛋白结合后，可介导细胞信号转导途径，刺激细胞增殖。介导细胞信号转导途径，刺激细胞增殖。3.影响细胞的增殖与分化影响细胞的增殖与分化培养细胞锚定在基质上（贴壁）才能接受生长因培养细胞锚定在基质上（贴壁）才能接受生长因子的刺激子的刺激培养细胞生长在不同的基质上可表现生长或分化培养细胞生长在不同的基质上可表现生长或分化12/16/202212/16/20224343细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制4.影响细胞的迁移影响细胞的迁移在个体发育、创伤修复、细胞免疫、肿瘤转移过在个体发育、创伤修复、细胞免疫、肿瘤转移过程中都存在细胞迁移运动程中都存在细胞迁移运动在细胞迁移过程中伴随细胞黏附与去黏附，细胞在细胞迁移过程中伴随细胞黏附与去黏附，细胞骨架组装与去组装，基底膜的局部酶解等骨架组装与去组装，基底膜的局部酶解等12/16/202212/16/20224444细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制二、细胞对细胞外基质的影响二、细胞对细胞外基质的影响1.细胞合成分泌细胞外基质，通过基因选择性表达细胞合成分泌细胞外基质，通过基因选择性表达控制基质成分；控制基质成分；2.细胞通过合成酶控制细胞外基质成分的降解细胞通过合成酶控制细胞外基质成分的降解12/16/202212/16/20224545细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制膜整联蛋白与细胞外基质成分的关系示意图膜整联蛋白与细胞外基质成分的关系示意图胶原纤维胶原纤维膜整联蛋白膜整联蛋白纤粘连蛋白纤粘连蛋白层粘连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖蛋白聚糖质膜脂双层质膜脂双层是细胞外基质中蛋白聚糖、胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白等是细胞外基质中蛋白聚糖、胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白等成分的受体，与细胞外基质的关系是受体与配体的关系；成分的受体，与细胞外基质的关系是受体与配体的关系；12/16/202212/16/20224646细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细细胞胞外外基基质质凝胶样成分凝胶样成分纤维状成分纤维状成分粘着性成分粘着性成分氨基聚糖氨基聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖胶胶 原原弹性蛋白弹性蛋白纤粘连蛋白纤粘连蛋白层粘连蛋白层粘连蛋白膜整联蛋白：将细胞与细胞外基质构成有机整体；进行膜整联蛋白：将细胞与细胞外基质构成有机整体；进行信号传递。信号传递。使组织有弹性和抗压性使组织有弹性和抗压性;抗凝血作用抗凝血作用;选择通透性选择通透性;传递细胞信号传递细胞信号;有助于钙盐沉积和骨的钙有助于钙盐沉积和骨的钙化。化。构成弹性纤维构成弹性纤维;与胶原交织维持组织的韧与胶原交织维持组织的韧性性;防止组织撕裂和过度伸展防止组织撕裂和过度伸展固定细胞于基质或支持固定细胞于基质或支持表面表面;参与细胞分化和迁移参与细胞分化和迁移;促进凝血及创伤修复促进凝血及创伤修复构成基膜构成基膜;固定细胞于基膜上固定细胞于基膜上;促进神经元轴突的生长促进神经元轴突的生长抗牵拉损伤作用抗牵拉损伤作用;抗骨折作用抗骨折作用;保护细胞维持组织器官保护细胞维持组织器官完整性完整性12/16/202212/16/20224747细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制多诈的人藐视学问，多诈的人藐视学问，愚鲁的人羡慕学问，愚鲁的人羡慕学问，聪明的人运用学问。聪明的人运用学问。培根培根12/16/202212/16/20224848细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制