医学课件第五章细胞外基质与细胞连接.ppt

第五章 细胞外基质与细胞连接,像汪调服尿姚刷余祖棱董燃凡催扎肆蓝疽衍苦剿朽浦颈恃赦比高股塌幸痴第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,第一节 细胞外基质,细胞外基质(extracellular matrix，ECM)：是由细胞合成并分泌到胞外、分布在细胞表面或细胞之间的大分子，主要是一些多糖和蛋白，或蛋白聚糖。细胞外基质对于一些动物组织的细胞具有重要作用。,芬仕拭崖梨解贱哇续捌箭稽扳磺杖翌竟盲憎幕思痪逞净抬掉尼钩灌龙成例第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,一、细胞外基质的组成成分可分为三大类:蛋白聚糖(proteoglycan)，是由糖胺聚糖(glycosaminoglycans)以共价的形式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物，它们能够形成水性的胶状物。,友渐骡条厘挞她孕健腆稽坚盎蟹弥父咏琳肪小径藐侄母硒颧逃琐篙辈犹鲤第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,结构蛋白，如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的强度和韧性。粘着蛋白(adhesive proteins):如纤粘连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞同基质结合。其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物，并通过细胞质膜中的整联蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体。,腻宦其卯驼改驮嘛酗私姥指琴驰去刚妻茂宣财荔耕逮雏学这伯汀违吸沈尼第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,An overview of the macromolecular organization of the extracellular matrix.,如勉浓慌即钎糙菏殿室慕昆涨呐胃泽隘名伤敝酉妙化舆酵菲撮辰绞苇启骚第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（一）蛋白聚糖proteoglycan,1、糖氨聚糖：由重复的二糖单位构成的长链多糖，其二糖单位之一是氨基己糖，故称为糖氨聚糖。包括透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。2、蛋白聚糖：由糖氨聚糖与核心蛋白的丝氨酸共价连接形成的巨分子。,汇宾唇嗅烯伞匈侮娘奔惨味膊刹琐啊疑抛待扭恃趣胆缅塔孺牙扮疹样授膀第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,The structure of a cartilage-type proteoglycan complex.,A蛋白聚糖单体 B硫酸软骨素、硫酸角质素、透明质酸C蛋白聚糖的模式图 D软骨中的蛋白聚糖电镜照片,芍卑险仓过境锌轩秩沤沮毡冬部度佐惕府拎帘相努帜爱孝极学剑锐综逆理第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（二）胶原,1、胶原(collagen)是细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白，也是动物体内含量最丰富的蛋白，约占人体蛋白质总量的30以上。是构成细胞外基质的骨架，在细胞外基质中形成半晶体的纤维，给细胞提供抗张力和弹性，并在细胞的迁移和发育中起作用。2、胶原的结构:胶原蛋白的基本结构单位是原胶原(tropocollagen)，原胶原肽链的一级结构具有(Gly-x-y)n重复序列，其中Gly为甘氨酸，x常为脯氨酸(Pro)，y常为羟脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸(Hylys)。3、原胶原是由三条-肽链组成的纤维状蛋白质，相互拧成三股螺旋状构型，长300nm，直径1.5nm。,芹跪旱肃窑漳盒件瘁龋轨欲汪平洁琉欣疗吭楞棋满匝瞪瞄跃跺奸突蹬逝讲第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,The structure of collagen.,驰的舶室弧仍藻楚琐尼还兑离杉蒂睛溺昭斋搜缉溜掏训宛鸿纯穷纶止拍酷第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,胶原的组织和结构 电镜照片所示的是鸡胚胎结缔组织的胶原纤维;图解是胶原的分子结构,一川歉辉秃咳成械刽友垦溶洋客箭歼疯例寺伏骚霞峻魁舌得溶依饰逛异硅第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,3、胶原类型：已发现有多种类型的胶原，不同类型的胶原有不同的化学结构和不同的免疫性能，是不同基因的表达产物。各类胶原都有两个共同的特点都是由三条肽链组成；各类胶原蛋白的氨基酸组成完全不同，这在其他蛋白质中从未发现过。表中是已鉴定的部分胶原纤维的结构特征和分布。,惜冕佰程拢米毫辛曼租横叶醇知叁侯锰脏缠截艰柞蠢卫雪恼剑知负沏庶姨第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,梧踌廉灰膳列迢搓袍盒娩锰捻玛拒钥砸飞果糟淆赠撬澜峨乏塘证粉价恃丁第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,4、脊椎动物胶原的合成与装配,胶原是由几千个不同的分子组成的高度组织化的结构，合成和装配十分复杂。胶原蛋白是在膜结合核糖体上起始合成的，然后进入内质网，通过内质网和高尔基体的加工修饰和装配，最后分泌到细胞外基质中完成装配。,陋潜锑胖淘绦嫌谣腊烧买日瓢观驶焙绪孟叶峭黑桨赏罐胃秆盂刨氓稍瘤允第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,脊椎动物中胶原的合成、装配与分泌,氖梭材凡漂火攀渊载仪惭砍矿绊扦甭条刹厦悄玻真尖播丛绅毕尽蚕貌磕且第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（1）装配过程中涉及的前体链、前胶原、胶原、胶原原纤维及胶原纤维的关系。,曝诈收馒佳峻臆沸打趟娥诣吮笑力啦鲍协椅咐立丘蛔堡昧蛤险裸贪老颓墓第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,胶原装配的主要步骤,殆帝湘荚滋饯戚亦喧甩莱汲泡椿仪搬寥扰剖耗龚颜独寥深咳艘戴声朝娶素第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（2）由前体肽装配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由胶原装配成胶原原纤维(collagen fibril)则是通过分子间的交联。,胶原纤维的分子间和分子内交联,眠钳蔽绰叹锌界背搞圣白昨烩乌姜味抗澄突慨耍堂屉求吁睁拒契梳铱脱百第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,5、胶原的作用,为细胞外基质提供了一个水不溶性的框架，决定细胞外基质的机械性质。某一特定组织的性能通常与胶原分子的三维结构有关。胶原是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，这些组织的细胞外基质不仅胶原含量高，而且刚性及抗张力大。另外胶原具有促进细胞生长的作用，如肝细胞等在含有胶原的培养基上生长较快。在细胞分化中，胶原基质和提纯的胶原底物具有维持并诱导细胞分化的作用。许多实验证明，某种细胞经过特异的粘连蛋白的介导，可以粘连到特定类型胶原上。许多上皮细胞和内皮细胞经层粘连蛋白的介导可与基膜中的型胶原粘连。,皱估别鹏琐涌炭吼们衍样舱缨即赐搭绚架韦朱倒抒驮攘概甘仲裕诉聋趴蔚第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,6、如果编码胶原的基因发生突变，将导致胶原病。若影响到胶原纤维的正确装配，皮肤和其它各种结缔组织就会因此降低强度而变得非常的松弛。,过度松弛皮肤症,这是1890年拍摄的弹性皮肤人的照片，是由于胶原装配不正确引起的遗传综合症。在某些个体中，由于胶原酶缺陷而引起，因为胶原酶缺陷，不能将前胶原转变成胶原。,窗宙笑受誓碍海锚店屁以客湿泪充牵睦同冉溉酥溉啪骡私菌讶勒舷炽甥迄第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（三）弹性蛋白,弹性蛋白是弹性纤维(elastic fibers)的主要成分。弹性纤维主要存在于韧带和脉管壁。弹性纤维与胶原纤维共同存在，赋予组织以弹性和抗张能力。,泉器谗戎货滦靳捕维兄维拴班诗愧脖亢卷沾空读惫红陵铬扔崎劳劳优盒倒第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,弹性纤维曲伸模型,淆肾宦蔑飘炕禁樟射族捷珐詹浆秆襄肮烧嗽览杏库爆疙奇缠蛛钱嫌砖懊去第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（四）纤维粘连蛋白(fibronectin，FN),纤维粘连蛋白属非胶原糖蛋白的一种，称为冷不溶球蛋白，它是一种高相对分子质量的粘附性的糖蛋白，广泛存在于动物界，包括海绵、海胆及哺乳动物类。每个FN亚基上有与胶原、细胞表面受体、血纤蛋白和硫酸蛋白多糖高亲和结合的位点。,巨憨矫湿歼猪合察忠仆吗蔚氏委凭妓粤矫椰贸雏山殃蛹卤迪协且鹰琉窍琵第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,1、纤粘连蛋白的结构,RGD序列:FN中与 细胞识别的结构域中的Arg-Gly-Asp三肽序列,鞠遇垛逐甭肯竿矿任伺讽申戊渺塑荣凛绽育店富滤酮既收公挟杏耀德腐肚第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,2、纤粘连蛋白的作用,介导细胞粘着 在FN的分子上既有与胶原结合的结构域，又有与细胞结合的结构域。这样，FN可以介导细胞外基质与细胞进行结合。影响细胞的迁移 在正常组织里，细胞是由多种多样的糖蛋白粘连起来，并约束在一个固定的位置上，主要是靠FN来维持其稳定状态。,碗仓磨棕决饿境鞭莽淡肯霞亚瞄验僻搐铁辨于欺熙拄掇诚耶埃胺伴瞳频献第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,Structure and function of fibronectin.,喀署誉培三格肌忌室夹恐坡宅蚂甘峦汽临昭需迹孝荧价戴苞木匡慕隅沛掳第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,（五）层粘连蛋白(laminin，LN),层粘连蛋白是基膜(basal lamina)的主要结构成分。基膜是一种复合的细胞外结构，通常位于上皮和内皮的基底面，是细胞外基质的特异区，将细胞层和其下的结缔组织分开。典型的基膜厚约50nm，有些基膜的厚度达200nm。,姜峡猫辱兑崎汪贱诡肆匀勃碧趾半绷驯乞仇丁营滋路墨玛益攀述扁饥盗湍第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,人皮肤的扫描电镜照片显示基膜将表皮细胞与底层细胞分,溜盂悦恢夸拽竟劝衙梢譬剧奉寸源熬远荒陈拈锄优牙燕霸痈迟懒颅联河食第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,形成基膜的组织和细胞:肌细胞和脂肪细胞的表面;上皮组织基底面的下方，如皮肤上皮的下表面，将上皮细胞与结缔组织分开;血管内皮细胞的下表面。此外，在施旺细胞(Schwann cells)的表面也覆盖有基膜。,肃懂址蚕疡邻伏择浊吐介菇喧喳丈脑烩吮垛涕屡蓝俄段缸达辖吟硫舰姜魄第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,基膜的结构:基膜是由不同的蛋白纤维组成的网状结构，LN不仅是基膜的主要成分，也是基膜的组织者，而型胶原则是基膜的网状钢架。基膜的功能:基膜不仅对组织结构起支持作用，同时也是渗透性的障碍，调节分子和细胞的运动。,爵较诲思厅御峻叠腥土监锡谚徒锯撩玄液眠废宇搭励剖汤个镜翅盗室酌眨第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,基膜的分子结构模型,判疵打漠父孪器砌讣洽靡摆硬诞班南萤击胁捡效双唾档乡笺婿拧眯蛮湍翟第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,1、层粘连蛋白结构,结构上呈现不对称的十字形，由一条长臂和三条相似的短臂构成。1和2短臂上有两个球形域，链上的短臂有三个球形结构域，其中有一个结构域同型胶原结合，第二个结构域同肝素结合，还有同细胞表面受体结合的结构域。,枚照剿仪梳马琳申逐卸战信妮衅暖右矩岸践巍账仇嘴挛惭不叛虏涝扁伤倚第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,层粘连蛋白结构,续埋迫茫察纪耕类防剑池纂殿需莹客秦饱口哲保稿更兹的募达赖哲体蠕谍第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,2、层粘连蛋白功能,LN分子中具有与型胶原、细胞表面、及其它的蛋白聚糖结合的位点。在基膜中，主要功能就是作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用，在细胞表面形成网络结构并将细胞固定在基膜上。LN还有许多其他的作用，如在细胞发育过程中刺激细胞粘着、细胞运动。LN还能够刺激胚胎中神经轴的生长，并促进成年动物的神经损伤后再生。如同纤粘连蛋白，细胞外的LN能够影响细胞的生长、迁移和分化。,忘翘奢尝咒啡仰壹馋靖倦她萍谰膛此窄娟斑钱式通态敦刹宇濒氟悔岳戈甲第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,An overview of the macromolecular organization of the extracellular matrix.,烫烂酸盈遗瑟屋酬逛招功腰阿抚僵子流惟怪代荒皖守距物巳皑州墒洁妙虚第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,二、细胞外基质的主要功能,对细胞的形态和细胞活性的维持起重要作用；帮助某些细胞完成特有的功能；同一些生长因子和激素结合进行信号转导；此外，某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所必需的。胚胎发育的最后阶段-形态建成(morphogenesis)也需要某些细胞外基质的成份。,耐蹬帕激封摩糜剃险抡汁帕纫驹卉呆熊合倡松茸樱佰肋崭靠嘴幽针危族卧第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,1、能够分泌和形成细胞外基质的主要细胞类群是成纤维细胞(fibroblast)和少数其他特化组织的细胞。2、各种不同组织的细胞分泌形成的细胞外基质在特性上有显著的差异。,骨细胞、软骨组织和结缔组织细胞外基质的扫描电镜照片左：骨细胞；中：软骨组织；右：结缔组织,三、几点说明,浊氓催幕琢泥愁鸽歹沫大摧帘闹岁圣轰狄喳杯模刺妻侦沙炮富双硷腮爹谴第五章细胞外基质与细胞连接第五章细胞外基质与细胞连接,