齐鲁医学细胞外基质及其与细胞的相互作用.pptx

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1、医学细胞生物学医学细胞生物学（配套教材）（配套教材）（配套教材）（配套教材）12021/7/27 星期二第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相细胞外基质及其与细胞的相互作用互作用Extracellular Matrix and MatrixCell Interaction22021/7/27 星期二学习目的和要求学习目的和要求1.掌握细胞外基质与细胞之间的关系，了解研究掌握细胞外基质与细胞之间的关系，了解研究细胞外基质的意义。细胞外基质的意义。2.掌握细胞外基质的主要组成成分、结构及其生掌握细胞外基质的主要组成成分、结构及其生物学功能。物学功能。3.熟悉基底膜的组成成分和生物学功能。熟悉基

2、底膜的组成成分和生物学功能。4.了解细胞外基质与一些病理过程的关系。了解细胞外基质与一些病理过程的关系。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction第一节第一节第二节第二节第三节第三节中英文中英文退退 出出第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用32021/7/27 星期二第一节第一节 细胞外基质的主要组成成分细胞外基质的主要组成成分 一、一、糖胺聚糖与蛋白聚糖糖胺聚糖与蛋白聚糖二、二、胶原和弹性蛋白胶原和弹性蛋白纤连蛋白纤连蛋白层粘连蛋白层粘连蛋白三、非胶原糖蛋白三、非胶原糖蛋白第十一章第十一章 细胞外

3、基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页42021/7/27 星期二机体的机体的组织由由细胞与胞与细胞外基胞外基质共同共同组成。成。细胞通胞通过细胞外基胞外基质行使多种功能，两者之行使多种功能，两者之间相互依存，相互依存，使使细胞与胞与细胞、胞、细胞与基底膜之胞与基底膜之间紧密密联系，构成系，构成了各种了各种组织与器官，使之成与器官，使之成为一个完整有机整体。一个完整有机整体。细胞外基胞外基质（extracellular matrix,ECM）：）：是是由由细胞分泌

4、到胞分泌到细胞外空胞外空间，由，由蛋白和多糖蛋白和多糖构成的精构成的精密有序的网密有序的网络结构。构。细胞外基胞外基质概述概述Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用52021/7/27 星期二细胞外基质细胞外基质凝胶样基质凝胶样基质纤维网架纤维网架糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖和蛋白聚糖胶原和弹性蛋白：结构作用胶原和弹性蛋白：结构作用纤连蛋白和层粘连蛋白：黏着作用纤连蛋白和层粘连蛋白：黏着作用成分：成分：含量：含量：结缔组织中细胞外基质含量最大

5、。结缔组织中细胞外基质含量最大。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用62021/7/27 星期二 细胞外基质成分及其细胞表面受体示意图细胞外基质成分及其细胞表面受体示意图Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用72021/7/27 星期二(一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminog

6、lycan,GAG）糖胺聚糖是由糖胺聚糖是由重复的二糖重复的二糖单单位位构成的构成的直直链链多糖多糖；二糖二糖单单位：位：氨基糖氨基糖(N乙乙酰酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖或N乙乙酰酰氨基半乳糖氨基半乳糖)；糖糖醛醛酸酸(葡萄糖葡萄糖醛醛酸或艾杜糖酸或艾杜糖醛醛酸酸)；因糖残基上通常因糖残基上通常带带有硫酸基有硫酸基团团或或羧羧基，故糖胺聚基，故糖胺聚糖糖带带有大量有大量负电负电荷荷。一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基

7、质及其与细胞的相互作用82021/7/27 星期二(一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）硫酸皮肤素硫酸皮肤素GAG链链的二糖重复序列的二糖重复序列一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用92021/7/27 星期二其根据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存其根据糖残基的性质、连接方式、硫酸化数量和存在的部位，在的部位，糖胺聚糖糖胺聚糖可分为六种：可分为六种：硫酸乙硫

8、酸乙酰酰肝素（肝素（heparan sulfate，HS）肝素（肝素（heparin）硫酸角硫酸角质质素（素（keratan sulfate，KS）透明透明质质酸（酸（hyaluronic acid，HA)硫酸硫酸软软骨素（骨素（chondroitin sulfate，CS）硫酸皮肤素（硫酸皮肤素（dermatan sulfate，DS）Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页(一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及

9、其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用102021/7/27 星期二糖胺聚糖的分子特性及糖胺聚糖的分子特性及组织组织分布分布糖胺聚糖糖胺聚糖重复二糖重复二糖单单位位组织组织分布分布透明透明质质酸酸D葡萄糖葡萄糖醛醛酸酸N乙乙酰酰氨基葡萄糖氨基葡萄糖结缔组织结缔组织、皮肤、皮肤、软软骨、滑液、玻璃体骨、滑液、玻璃体硫酸硫酸软软骨素骨素D葡萄糖葡萄糖醛醛酸酸N乙乙酰酰氨基半乳糖氨基半乳糖软软骨、角膜、骨、皮骨、角膜、骨、皮肤、肤、动动脉脉硫酸皮肤素硫酸皮肤素L葡萄糖葡萄糖醛醛酸或艾杜糖酸或艾杜糖醛醛酸酸*N乙乙酰酰氨基半乳糖氨基半乳糖皮肤、血管、心瓣膜、皮肤、血管、心瓣膜、韧带韧带硫酸乙

10、硫酸乙酰酰肝肝素素D葡萄糖葡萄糖醛醛酸或艾杜糖酸或艾杜糖醛醛酸酸*N乙乙酰酰氨基葡萄糖氨基葡萄糖肺、肺、动动脉、脉、细细胞表面胞表面肝素肝素D葡萄糖葡萄糖醛醛酸或艾杜糖酸或艾杜糖醛醛酸酸*N乙乙酰酰氨基葡萄糖氨基葡萄糖肺、肝、皮肤、肥大肺、肝、皮肤、肥大细细胞胞硫酸角硫酸角质质素素D半乳糖半乳糖N乙乙酰酰氨基葡萄糖氨基葡萄糖软软骨、角膜、椎骨、角膜、椎间盘间盘注：注：*艾杜糖艾杜糖醛醛酸是由差向异构酸是由差向异构酶酶催化糖催化糖链链中的中的D-葡萄糖葡萄糖醛醛酸酸进进行差向异构化而生成的行差向异构化而生成的Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interac

11、tion退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用112021/7/27 星期二透明质酸透明质酸糖胺聚糖中糖胺聚糖中结结构最构最简单简单的一种。的一种。二糖二糖单单位位为为N乙乙酰酰氨基葡萄糖氨基葡萄糖和和葡萄糖葡萄糖醛醛酸酸。糖糖链链由由500025000个二糖重复个二糖重复单单位重复排列构成，位重复排列构成，不不发发生硫酸化生硫酸化。分子表面糖分子表面糖醛醛酸的酸的羧羧基，基，带带有有大量的大量的负电负电荷荷，其相，其相斥作用使斥作用使整个分子伸展膨整个分子伸展膨胀胀占据很大的空占据很大的空间间，赋赋予予组织组织具有良好的具有良好的弹

12、弹性和抗性和抗压压性性。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页(一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用122021/7/27 星期二透明质酸透明质酸表面的表面的大量大量亲亲水基水基团团，可，可结结合大量水分子，使基合大量水分子，使基质质等渗性水等渗性水肿肿，能形成粘稠的胶体。，能形成粘稠的胶体。在胚胎在胚胎发发育早期和育早期和组织创伤组织创伤修复修复时时，细细胞大量分

13、泌胞大量分泌透明透明质质酸，促酸，促进细进细胞迁移和增殖。胞迁移和增殖。第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页(一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖132021/7/27 星期二(二二)蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycan，PG）1.蛋白聚糖的分子蛋白聚糖的分子结结构构 蛋白聚糖是由糖胺聚糖蛋白聚糖是由糖胺聚糖(除透明除透明质质酸外酸外)与与核心蛋白核心蛋白

14、（core protein）共价共价结结合形成的高分子量复合物。合形成的高分子量复合物。核心蛋白（单链多肽）核心蛋白（单链多肽）糖胺聚糖糖胺聚糖 蛋白聚糖单体蛋白聚糖单体透明质酸透明质酸连接蛋白连接蛋白蛋白聚糖多聚体蛋白聚糖多聚体Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用142021/7/27 星期二 A.细胞外基质中蛋白聚糖多聚体细胞外基质中蛋白聚糖多聚体 B.软骨中的蛋白聚糖电镜照片软骨中的蛋白聚

15、糖电镜照片Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用152021/7/27 星期二 2.蛋白聚糖的合成与装配蛋白聚糖的合成与装配核心蛋白核心蛋白肽链肽链在在糙面内糙面内质质网网核糖体上合成；核糖体上合成；多糖多糖侧链侧链在在高高尔尔基复合体基复合体中被装配到核心蛋白上。中被装配到核心蛋白上。首先是一个首先是一个专专一的一的连连接四糖（接四糖（XylGalGalGlcUA）结结合到核心蛋白的合到核心蛋白的丝丝氨酸残基，在糖基氨酸残基，在糖基转转移

16、移酶酶（glycosyltransferases）的作用下，糖基依次加接）的作用下，糖基依次加接上去，形成糖胺聚糖糖上去，形成糖胺聚糖糖链链。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页(二二)蛋白聚糖蛋白聚糖（proteoglycan，PG）一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用162021/7/27 星期二蛋白聚糖中的蛋白聚糖中的GAG链链与核心蛋白的与核心蛋白的连连接方式接方式专专一的一的连连接四糖首先与核心蛋白的接四糖首先与核心蛋白

17、的丝丝氨酸共价氨酸共价连连接，接，GAG链链的其余部分主的其余部分主要由重复的二糖要由重复的二糖单单位位组组成成Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用172021/7/27 星期二蛋白聚糖的一个显著特点蛋白聚糖的一个显著特点是其是其多态性多态性，可，可以含有不同氨基酸序列的核心蛋白，以及以含有不同氨基酸序列的核心蛋白，以及长度和成分不同的多糖链。长度和成分不同的多糖链。Extracellular Matrix and Matrix-Cell

18、 Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用182021/7/27 星期二 几种常见的蛋白聚糖几种常见的蛋白聚糖蛋白聚糖名称蛋白聚糖名称核心蛋白核心蛋白分子量分子量GAG链类链类型型GAG链链数目数目分分 布布功功 能能聚集素聚集素(aggrecan)210 000硫酸硫酸软软骨素骨素+硫酸硫酸角角质质素素130软软骨骨机械支持；与透机械支持；与透明明质质酸形成大的酸形成大的聚合体聚合体乙聚糖乙聚糖(betaglycan)36 000硫酸硫酸软软骨素骨素/硫酸硫酸皮肤素皮肤素1细细胞表面和胞胞表面和胞外基外基质质结结

19、合合TGF装装饰饰素素(decorin)40 000硫酸硫酸软软骨素骨素/硫酸硫酸皮肤素皮肤素1结缔组织结缔组织与与I型胶原原型胶原原纤纤维维和和TGF结结合合渗渗滤滤素素(perlecan)600 000硫酸硫酸类类肝素肝素215基底膜基底膜在基底膜中起在基底膜中起过过滤滤和和结结构作用构作用丝丝甘素甘素(serglycin)20 000硫酸硫酸软软骨素骨素/硫酸硫酸皮肤素皮肤素1015血白血白细细胞中的胞中的分泌泡分泌泡协协助包装和助包装和贮贮存存分泌分子分泌分子黏黏结结蛋白聚糖蛋白聚糖1(syndecan1)32 000硫酸硫酸软软骨素骨素+硫酸硫酸类类肝素肝素13成成纤维细纤维细胞和胞

20、和上皮上皮细细胞表面胞表面细细胞粘合；胞粘合；结结合合FGFExtracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用192021/7/27 星期二 有的蛋白聚糖也是有的蛋白聚糖也是质质膜的整合成分，如成膜的整合成分，如成纤维纤维细细胞和上皮胞和上皮细细胞表面的黏胞表面的黏结结蛋白聚糖蛋白聚糖（syndecan），），既可介既可介导细导细胞与胞与细细胞外基胞外基质结质结合，又可使合，又可使细细胞内外信胞内外信息相通；息相通；Extracellular Matr

21、ix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用202021/7/27 星期二黏黏结结蛋白聚糖蛋白聚糖 4的的结结构示意构示意图图Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用212021/7/27 星期二(三三)糖胺聚糖糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能与蛋白聚糖的功能1.使使组织组织具有具有弹弹性和抗性和抗压压性性，维维持持组织组织的形的形态态，

22、防止机，防止机械械损伤损伤；2.对对物物质转质转运有运有选择选择渗透性渗透性，糖基的高度，糖基的高度亲亲水性和水性和负电负电性，构成高度水化孔胶性，构成高度水化孔胶样样物，具有分子物，具有分子筛筛作用，各种作用，各种成分可成分可选择选择性渗透；性渗透；3.角膜中蛋白聚糖具有角膜中蛋白聚糖具有透光性透光性；4.糖胺聚糖有糖胺聚糖有抗凝血作用抗凝血作用；Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用22202

23、1/7/27 星期二(三三)糖胺聚糖糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能与蛋白聚糖的功能5.细细胞表面的蛋白聚糖有胞表面的蛋白聚糖有传递传递信息信息作用，作用，黏黏结结蛋白聚糖蛋白聚糖 的的胞外区胞外区与信号分子与信号分子结结合，将合，将细细胞外信号胞外信号传递传递到到细细胞胞 内，引起内，引起细细胞内生物学效胞内生物学效应应；6.糖胺聚糖糖胺聚糖和蛋白聚糖和蛋白聚糖与与组织组织老化有关老化有关，糖胺聚糖糖胺聚糖和蛋和蛋 白聚糖的种白聚糖的种类类和数量随年和数量随年龄龄而而变动变动，与，与发发育育过过程中程中组组 织织功能相适功能相适应应。Extracellular Matrix and Matrix-C

24、ell Interaction退退 出出首首 页页一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用232021/7/27 星期二(四四)糖胺聚糖和糖胺聚糖和蛋白聚糖与疾病蛋白聚糖与疾病糖胺聚糖或蛋白聚糖及其降解中糖胺聚糖或蛋白聚糖及其降解中间产间产物在体内一定物在体内一定部位堆部位堆积积，造成，造成粘多糖累粘多糖累积积病病。糖胺聚糖的糖胺聚糖的变变化和蛋白聚糖分子的异常表达化和蛋白聚糖分子的异常表达对对肿肿瘤瘤的的发发生、生、发发展及展及转转移有着重要意移有着重要意义义。Extracellular Matrix and

25、Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页一、糖胺聚糖与蛋白聚糖一、糖胺聚糖与蛋白聚糖第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用242021/7/27 星期二二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白(一一)胶原（胶原（collagen）含量：含量：人体内含量最丰富的蛋白人体内含量最丰富的蛋白质质，约约占人体蛋白占人体蛋白质总质总量的量的 25%30。分布：分布：存在于体内各种器官和存在于体内各种器官和组织组织，尤其在，尤其在结缔组织结缔组织中特中特别别 丰富丰富，是，是细细胞外基胞外基质质的框架的框架结结构。构。来源：来源：由由成成纤维细纤

26、维细胞、胞、软软骨骨细细胞、成骨胞、成骨细细胞以及某些上皮胞以及某些上皮细细 胞合成胞合成并分泌到并分泌到细细胞外。胞外。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用252021/7/27 星期二1.胶原的分子胶原的分子结结构构 典型的胶原分子呈典型的胶原分子呈纤维纤维状，是由状，是由3条条多多肽链盘绕肽链盘绕而而 成的成的三股螺旋（三股螺旋（triple helix）结结构构；肽链肽链中的氨基酸中的氨基酸组组成成规规律的律的三三肽肽重复重复顺顺

27、序（序（GlyX Y），），其中其中 X常常为为Pro，Y常常为为Hypro或或Hylys。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用262021/7/27 星期二1.胶原的分子胶原的分子结结构构甘氨酸甘氨酸Gly脯氨酸脯氨酸Pro羟化羟化赖氨酸赖氨酸Lys羟化、选择性糖基化羟化、选择性糖基化肽链相互交联，形成稳定的螺旋结构 Extracellular Matrix and Matrix-Cell Intera

28、ction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用272021/7/27 星期二链链是胶原的基本是胶原的基本亚单亚单位，不同位，不同类类型的胶原由型的胶原由3条相同条相同或不同的或不同的链链构成。构成。2.胶原的胶原的类类型型Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用282021/7/27 星期二胶原主要胶原主要类类型及

29、其特性型及其特性类型分子式聚合形式组织分布突变表型1(I)22(I)纤维皮肤，肌腱，骨，韧带、角膜等严重的骨缺陷和断裂1(II)3纤维软骨，脊索，玻璃体等软骨缺陷、矮小症状1(III)3纤维皮肤，血管、体内器官 皮肤易破、关节松软、血管易破1()22()纤维（结合型胶原）与型胶原共分布皮肤易破、关节松软、血管易破1()2()3()纤维（结合型胶原）与型胶原共分布近视、失明1()2()3()与型胶原侧面结合软骨骨关节炎1(IV)22(IV)片层状（形成网络）基膜血管球形肾炎、耳聋1()3锚定纤维复层鳞状上皮下方皮肤起疱1()3非纤维状半桥粒皮肤起疱1()3非纤维状血管基膜近视、视网膜脱离、脑积水

30、注：分子式一注：分子式一栏栏中中罗马罗马数字代表胶原数字代表胶原类类型，型，1，2，3分分别别代表代表肽链类肽链类型，中括号外的数字代表型，中括号外的数字代表肽链肽链数目。数目。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用292021/7/27 星期二 胶原的合成与装配胶原的合成与装配胶原的合成与组装始于内质网，在高尔基体中进行胶原的合成与组装始于内质网，在高尔基体中进行修饰，最后在细胞外组装成胶原纤维。修饰，最后在细胞外组装成胶原纤维。3.胶原

31、的合成装配与降解胶原的合成装配与降解Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用302021/7/27 星期二内内质质网合成网合成前前链链；前前链羟链羟化；化；前前链链糖基化；糖基化；三条前三条前链链形成三股螺旋形成三股螺旋结结构构前胶原；前胶原；转转运至高运至高尔尔基体加工修基体加工修饰饰；形成分泌小泡，分泌到形成分泌小泡，分泌到细细胞胞外；外；切除前切除前肽肽序列，形成序列，形成胶原分胶原分子；子；进进一步装

32、配成一步装配成胶原原胶原原纤维纤维；胶原原胶原原纤维纤维聚集成聚集成胶原胶原纤维纤维。胶原的合成与装配胶原的合成与装配 3.胶原的合成装配与降解胶原的合成装配与降解Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用312021/7/27 星期二胶原分子可被胶原分子可被胶原胶原酶酶（collagenase）降解）降解，胶原，胶原酶酶的活的活化与抑制化与抑制对对于于调节调节胶原的胶原的转换转换率具有重要作用。率具有重要作用

33、。创伤组织创伤组织、癌、癌变组织变组织中胶原中胶原酶酶活性活性显显著增高。著增高。胶原的降解胶原的降解Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白3.胶原的合成装配与降解胶原的合成装配与降解第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用322021/7/27 星期二4.胶原的功能胶原的功能 胶原在不同胶原在不同组织组织中行使不同的功能中行使不同的功能哺乳哺乳动动物皮肤中的胶原物皮肤中的胶原编织编织成网成网，具有，具有抗衡来自抗衡来自不同方向的不同方向的张张力

34、的作用。力的作用。肌腱中的胶原肌腱中的胶原纤维纤维沿着肌腱的沿着肌腱的长轴长轴平行排列平行排列，使，使肌腱具有很肌腱具有很强强的的韧韧性性，能，能够够承受巨大的拉力。承受巨大的拉力。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用332021/7/27 星期二4.胶原的功能胶原的功能 胶原在不同胶原在不同组织组织中行使不同的功能中行使不同的功能在骨、角膜和横膈肌腱中，胶原在骨、角膜和横膈肌腱中，胶原纤维纤维形成形成胶

35、合板胶合板样样多片多片层层结结构，使角膜既构，使角膜既透明又具有一定透明又具有一定强强度度。IV型胶原以型胶原以三三维维网网络络形式构成各种上皮形式构成各种上皮细细胞胞基底基底膜的网架膜的网架结结构构。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用342021/7/27 星期二 A.胶原装成基膜的网架（引自胶原装成基膜的网架（引自Alberts）B.电镜照片（引自电镜照片（引自 Karp 1999）ABExtrac

36、ellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用352021/7/27 星期二 胶原与胶原与细细胞的增殖和分化有关胞的增殖和分化有关胶原有刺激上皮胶原有刺激上皮细细胞增殖的作用，是胞增殖的作用，是细细胞胞贴贴附的重附的重要基要基质质成分。成分。胶原胶原还还起着起着诱导细诱导细胞分化的作用。胞分化的作用。哺乳哺乳动动物在物在发发育的不同育的不同阶阶段表达不同段表达不同类类型的胶原型的胶原在胎儿皮肤中含有大量的在胎儿皮肤中含有大量的型胶原，随着型胶原，随着发发育的育

37、的进进程，程，型胶原逐型胶原逐渐渐被被型胶原取代。型胶原取代。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白4.胶原的功能胶原的功能第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用362021/7/27 星期二5.胶原与疾病胶原与疾病 胶原与多种疾病或病理胶原与多种疾病或病理过过程有关。程有关。组织组织中胶原的含量、中胶原的含量、结结构、构、类类型或代型或代谢谢异常而异常而导导致的疾病称致的疾病称为为胶原病胶原病(collagen disease)。维维生素生素

38、C缺乏缺乏导导致坏血病：致坏血病：维维生素生素C缺乏可缺乏可导导致致胶原胶原的的羟羟化反化反应应不能充分不能充分进进行行，不能形成正常的胶原原，不能形成正常的胶原原纤纤维维，导导致血管、肌腱、皮肤致血管、肌腱、皮肤变变脆，易出血，称脆，易出血，称为为坏血坏血病。病。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用372021/7/27 星期二5.胶原与疾病胶原与疾病遗传遗传性胶原病：性胶原病：基因突基因突变变引起胶原

39、分子的表达或胶原引起胶原分子的表达或胶原装配异常，如装配异常，如成骨成骨发发育不全育不全综综合征。合征。免疫性胶原病：免疫性胶原病：机体机体丧丧失失对对自身胶原自身胶原结结构的免疫耐受构的免疫耐受，即可即可产产生自身免疫性胶原生自身免疫性胶原组织损伤组织损伤，如，如类风类风湿性关湿性关节节炎炎。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用382021/7/27 星期二(二二)弹弹性蛋白性蛋白 弹弹性蛋白（性蛋白（

40、elastin）是构成是构成细细胞外基胞外基质质中中弹弹性性纤维纤维网网络络的主要成分。的主要成分。1.弹弹性蛋白性蛋白结结构特点：构特点：高度疏水的高度疏水的非糖基化非糖基化纤维纤维蛋白蛋白，富含甘氨酸和脯氨，富含甘氨酸和脯氨酸，但酸，但很少很少羟羟化，化，不含不含羟赖羟赖氨酸氨酸，无糖基化修，无糖基化修饰饰。不含胶原特有的三不含胶原特有的三肽肽（GlyXY）重复序列，呈无）重复序列，呈无规则规则卷曲。卷曲。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细

41、胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用392021/7/27 星期二(二二)弹弹性蛋白性蛋白1.弹弹性蛋白性蛋白结结构特点：构特点：肽链肽链由由两种两种类类型短型短肽肽交替排列构成交替排列构成，各由一个外，各由一个外显显子子编码编码。疏水性短疏水性短肽肽，赋赋予分子以予分子以弹弹性。性。富含丙氨酸和富含丙氨酸和赖赖氨酸残基的氨酸残基的螺旋短螺旋短肽肽，负责负责在相在相邻邻分子分子间间形成交形成交联联。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相

42、互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用402021/7/27 星期二2.弹弹性蛋白的合成、装配与降解性蛋白的合成、装配与降解 弹弹性蛋白的合成、装配性蛋白的合成、装配弹弹性蛋白在内性蛋白在内质质网合成后，以可溶性前体网合成后，以可溶性前体原原弹弹性性蛋白（蛋白（tropoelastin）的形式分泌到）的形式分泌到细细胞外，通胞外，通过赖过赖氨酸残基之氨酸残基之间间相互交相互交联联装配成装配成弹弹性性纤维纤维网网。弹弹性性纤维纤维网网既可伸既可伸长长又可回又可回缩缩，共存于，共存于组织细组织细胞胞外基外基质质中的中的弹弹性性纤维纤维与胶原与胶原纤维纤维相互交相互交织织，分，分别赋别赋予予组织弹组织

43、弹性和抗性和抗张张性。性。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用412021/7/27 星期二2.弹弹性蛋白的合成、装配与降解性蛋白的合成、装配与降解 弹弹性蛋白的降解性蛋白的降解 由由弹弹性蛋白性蛋白酶酶（elastase）催化。催化。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页二二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白第十一章第十一章 细胞

44、外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用422021/7/27 星期二弹性蛋白网络的伸展和回缩弹性蛋白网络的伸展和回缩 Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用432021/7/27 星期二三、细胞外基质中的三、细胞外基质中的非胶原糖蛋白非胶原糖蛋白非胶原糖蛋白是多功能大分子，在结构上具有多个结构非胶原糖蛋白是多功能大分子，在结构上具有多个结构域，可与多种细胞及细胞外基质成分结合，是细胞外基域，可与多种细胞及细胞外基质成分结合

45、，是细胞外基质的组织者。质的组织者。(一一)纤连纤连蛋白（蛋白（fibronectin,FN）分布：分布：广泛存在于人和动物组织中，属于高分子广泛存在于人和动物组织中，属于高分子 量糖蛋白。量糖蛋白。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用442021/7/27 星期二三、细胞外基质中的三、细胞外基质中的非胶原糖蛋白非胶原糖蛋白(一一)纤连蛋白纤连蛋白（fibronectin,FN）存在形式：存在形式：可溶性的纤连蛋白可溶性的纤连蛋白：主要存

46、在于：主要存在于血浆及各种体液血浆及各种体液中，中，主要由肝实质细胞分泌产生，称为主要由肝实质细胞分泌产生，称为血浆纤连蛋白血浆纤连蛋白。不溶性的纤连蛋白不溶性的纤连蛋白：主要存在于：主要存在于细胞外基质及细胞细胞外基质及细胞表面表面，主要由间质细胞分泌产生，称为，主要由间质细胞分泌产生，称为细胞纤连蛋细胞纤连蛋白白。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用452021/7/27 星期二1.纤连纤连蛋白的分子蛋白的分子结结构构血血浆纤连浆纤连

47、蛋白蛋白是由两条相似的是由两条相似的肽链肽链形成的二聚体，形成的二聚体，两条两条肽链肽链在在C端借二硫端借二硫键键交交联联形成形成V字形。字形。细细胞胞纤连纤连蛋白蛋白为为由二聚体交由二聚体交联联后形成的多聚体。后形成的多聚体。构成构成纤连纤连蛋白分子的不同蛋白分子的不同肽链结肽链结构构亚单亚单位具有极位具有极为为相似的氨基酸序列，每一相似的氨基酸序列，每一肽链亚单肽链亚单位可构成位可构成线线性排性排列的列的56个杆状的功能区。个杆状的功能区。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页三、细胞外基质中的三、细胞外基质中的

48、非胶原糖蛋白非胶原糖蛋白(一一)纤连蛋白纤连蛋白（fibronectin,FN）第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用462021/7/27 星期二1.纤连纤连蛋白的分子蛋白的分子结结构构不同的不同的杆状功能区杆状功能区可分可分别别与不同的生物大分子或与不同的生物大分子或细细胞表面受体胞表面受体结结合，如胶原、肝素、凝血蛋白及整合，如胶原、肝素、凝血蛋白及整联联蛋白等，是一种蛋白等，是一种多功能分子。多功能分子。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页三、细胞外基质中的三、细胞外

49、基质中的非胶原糖蛋白非胶原糖蛋白(一一)纤连蛋白纤连蛋白（fibronectin,FN）第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用472021/7/27 星期二纤连蛋白二聚体的分子结构纤连蛋白二聚体的分子结构 Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用482021/7/27 星期二纤连纤连蛋白蛋白肽链肽链中的中的ArgGlyAsp（RGD）三）三肽肽序列是序列是细细胞表面各种胞表面各种纤连纤连蛋白受体蛋白受体

50、识别识别并并结结合的合的最小最小结结构构单单位。位。RGD序列：序列：是指存在于是指存在于纤连纤连蛋白和某些蛋白和某些细细胞外基胞外基质质蛋白蛋白肽链肽链中的中的“精氨酸（精氨酸（R）甘氨酸（甘氨酸（G）天天冬氨酸（冬氨酸（D）”三三肽肽序列。可被序列。可被细细胞表面一些胞表面一些整整联联蛋白蛋白所所识别识别，并与之，并与之结结合。合。Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction退退 出出首首 页页第十一章第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用492021/7/27 星期二纤连纤连蛋白蛋白肽链肽链中的中的Arg