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细 胞 外 基 质 2006.11.06

细 胞 外 基 质 2006.11.06. 问题解答与提示. 提示：读书即要深入又要浅出－主次分明 解答： 1. 是不是把您在课上讲的掌握，而没在课上讲的看看就可以，而不用去记，理解就行吗？ 2. 另外，我觉得您上课次序安排的不好，我们都找不到，来回翻书，有点乱，希望您可以把次序安排的整齐一点，好让我们在上课时可以跟上您的进程。. 可能是上上一次的内容少且有条理，但这次我又听的晕头转向了，可能是我没有认真预习，但我在听你的课看你的课件时好象和书上的 顺序和原文不一样 ，这样对那些没有预习的人就会听不懂， 我们想让你按书上的原文，把书上的重点抽出，不知道可以吗 ？.

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细 胞 外 基 质 2006.11.06

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  1. 细 胞 外 基 质 2006.11.06

  2. 问题解答与提示 • 提示：读书即要深入又要浅出－主次分明 • 解答： 1.是不是把您在课上讲的掌握，而没在课上讲的看看就可以，而不用去记，理解就行吗？ 2.另外，我觉得您上课次序安排的不好，我们都找不到，来回翻书，有点乱，希望您可以把次序安排的整齐一点，好让我们在上课时可以跟上您的进程。

  3. 可能是上上一次的内容少且有条理，但这次我又听的晕头转向了，可能是我没有认真预习，但我在听你的课看你的课件时好象和书上的顺序和原文不一样，这样对那些没有预习的人就会听不懂，我们想让你按书上的原文，把书上的重点抽出，不知道可以吗？可能是上上一次的内容少且有条理，但这次我又听的晕头转向了，可能是我没有认真预习，但我在听你的课看你的课件时好象和书上的顺序和原文不一样，这样对那些没有预习的人就会听不懂，我们想让你按书上的原文，把书上的重点抽出，不知道可以吗？

  4. 第一节 氨基聚糖及蛋白聚糖 第二节 胶原与弹性蛋白 第三节 粘着糖蛋白 第四节 膜整连蛋白与细胞外基质 本章内容提要

  5. 本章学习重点 • 理解掌握细胞外基质的结构与基本组成 • 掌握各种成分的位置与分布 • 了解各种成分的生物学功能及其与疾病发生的关系

  6. 细胞外基质的组成与结构

  7. 胞外基质的构成 • ECM(extracellular matrix) 凝胶样基质和纤维网络。 • 凝胶样基质＝氨基聚糖＋蛋白聚糖 • 纤维网络＝胶原蛋白＋弹性蛋白＋纤粘连蛋白＋层粘 连蛋白。 • ECM在结缔组织中含量较高。 • ECM的成分及组装形式由所产生的细胞决定，并与组织的功能相适应。如：角膜、肌腱。 • ECM影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。

  8. 细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是细胞分泌到细胞外空间由大分子构成的错综复杂的网络。 • 胞外基质与细胞结构上相互依存，功能上紧密联系 • 为细胞的生存及活动提供适宜的场所，并通过信号转导系统影响细胞的形状、代谢、功能、迁移、增殖和分化。

  9. 第一节 氨基聚糖及蛋白聚糖 • 氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG），以前称为粘多糖 • GAG是重复二糖单位（氨基已糖和糖醛酸）构成的无分枝长链多糖。 • 可分为六种：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。 • 透明质酸(HA)是唯一不硫酸化的GAG，含多达10万个糖基。可结合大量水分子，赋予组织一定的抗压性。

  10. 氨基聚糖的分子特性及分布

  11. 蛋白聚糖是氨基聚糖与核心蛋白质的共价结合物。蛋白聚糖是氨基聚糖与核心蛋白质的共价结合物。 核心蛋白质的Ser残基在高尔基体中装配上GAG链。 首先合成由四糖组成的连接桥（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）连接到Ser残基上，然后再延长糖链。 蛋白聚糖并不都是细胞外基质成分，而是质膜的整合成分。 蛋白聚糖 （proteoglycan）

  12. A Proteoglycan Complex. D-glucuronic acid N-Acetyl-D-galactosamine Galactose N-Acetyl-D-glucosamine

  13. 除HA及肝素外，其他GAG均不游离存在 • 氨基聚糖可以依赖透明质酸形成巨大的分子

  14. 氨基聚糖和蛋白聚糖的功能 • 阅读教材了解功能及其与疾病的关系 • 在以后的学习中与到有关的问题要知道它们是的组成及分布

  15. 第二节 胶原与弹性蛋白 • 胶原组成了细胞外基质的骨架结构 • 弹性蛋白是基质弹性纤维网格的主要成分 • 胶原纤维与弹性纤维相互交织，限制伸展度，防止组织撕裂

  16. 组成：由前胶原交联而成，前胶原是三条肽链形成的三股螺旋，含有三种结构：螺旋区，非螺旋区及球形结构域。组成：由前胶原交联而成，前胶原是三条肽链形成的三股螺旋，含有三种结构：螺旋区，非螺旋区及球形结构域。 前胶原每条链由Gly-X-Y序列重复构成。X=proY=hypro(羟脯胺酸）或hylys(羟赖氨酸）， Gly-X-Y序列使α链卷曲为左手螺旋。三股链再绕成右手超螺旋 胶原 （Collagen）

  17. Structures of the collagen • 原胶原间共价交联，呈阶梯状排列，形成胶原纤维，在电镜下可见间隔67nm的横纹。

  18. TEM image of collagen

  19. 合成：由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞分泌。在RER上合成，形成三股螺旋之前于Pro及Lys残基上进行羟基化修饰。合成：由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞分泌。在RER上合成，形成三股螺旋之前于Pro及Lys残基上进行羟基化修饰。 • 交联：交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后所产生的两个醛基间进行缩合而形成的。

  20. 前胶原交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。前胶原交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。 • 胚胎及新生儿的胶原因缺乏分子间的交联而易于抽提。 • 随年龄增长，交联日益增多，组织僵硬老化。 • 功能：参与形成结缔组织，如骨、韧带、基膜、皮肤 • 类型： • 已知至少19种胶原，由不同的结构基因编码。 • I、II、III、V、XI型胶原为有横纹的纤维形结构。 • 是人体最丰富的蛋白，占蛋白总量的30％以上。

  21. 弹性蛋白 elastin • 是弹性纤维的主要成分。由二类短肽交替排列构成。 • 一种是疏水短肽，赋予分子以弹性； • 另一种为富Ala及Lys残基的α螺旋，负责在相邻分子间交联，形成网状结构。 • 弹性蛋白外面包着一层由微原纤维（糖蛋白）构成的壳。 • 老年组织中弹性蛋白的生成减少，组织失去弹性生成减少，降解增强，以致组织失去弹性。

  22. Elastin

  23. 第三节 细胞外基质中的粘着糖蛋白 • 粘着糖蛋白是一类糖蛋白，即可与细胞结合，有可与细胞外基质结合 • 已发现数十种，其中纤粘连蛋白和层粘连蛋白研究最为深入 • 对细胞的存活、形态、粘着、铺展、迁移、增殖、分化有直接影响。

  24. 纤粘连蛋白（fibronectin，FN）） • 两种形式：血浆纤连蛋白＋基质纤连蛋白 • 血浆纤连蛋白：是一种二聚体，主要由肝实质 细胞分泌，分布于血浆和体液中。 • 基质纤连蛋白：寡聚纤连蛋白，主要由间质细胞分泌产生；分布于细胞外基质，是一种高度不溶性的纤连蛋白原纤维。

  25. fibronectin dimer

  26. 纤粘连蛋白组装： • 已鉴定的FN亚单位20种以上。由同一基因编码，转录后拼接不同，形成多种异型分子。 • FN不自发组装成纤维，通过细胞表面受体指导下进行。

  27. 纤粘连蛋白功能 每条FN有5－7个有特定功能的结构域，通过与细胞表面特定受体结合，介导细胞黏附 • 人工合成的RGD三肽可抑制细胞在FN基质上粘附。

  28. 纤连蛋白的功能 • 介导细胞与细胞外基质的黏着 • 与细胞的迁移有关 • 与组织创伤的修复有关 肿瘤细胞表面的FN纤维减少，因细胞表面的FN受体异常所致

  29. 层粘连蛋白laminin(LN) • LN是及膜中的粘着糖蛋白，是胚胎发育过程中出现最早的细胞外基质成分。 • 在成体内，存在于上皮下和内皮下，紧靠细胞基地，还存在于肌细胞和脂肪细胞周围。 • 除构成基底膜的片层网状结构外，还参与细胞的分化、黏附、迁移与增殖

  30. Basal lamina

  31. Laminin Structure

  32. 层粘连蛋白结构 • 由三条肽链借二硫键交联成十字形分子。 • 已知7种LN分子，8种亚单位（α1-3、β1-3、γ1-2）。与FN不同，这8种亚单位由不同基因编码。 • 含糖量很高（15-28％），具有50条左右N-连接的糖链。

  33. 层粘连蛋白的功能 • 参与构成基膜，是胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分 • 通过细胞表面的受体连接固定细胞，参与细胞的生命活动

  34. 第四节 膜整联蛋白与胞外基质 • 膜整联蛋白也叫整合素 • 膜整联蛋白和细胞是配体和受体的关系 • 是多数细胞外基质蛋白的受体 • 外连细胞外基质或细胞，内连细胞骨架

  35. 组 成 与 结 构 • 是有α β两个亚基组成的异二聚体 • 不同的亚基结合形成不同的蛋白，已鉴定17 α种和8种β

  36. 整联蛋白的功能 • 是细胞与基质连接的桥梁 • 通过改变结构实现信号的传递

  37. 附加：细胞外基质的生物学作用 • 影响细胞的存活、死亡 决定着细胞依赖性：如，上皮细胞一旦脱离了 ECM则会发生死亡。 • 决定细胞的形状 不同细胞具有不同的细胞外基质，介导的细胞骨架组装的状况不同，从而表现出不同的形状。

  38. 调节细胞的增殖 定着依赖性生长（anchorage dependent growth）。 • 控制细胞的分化 成肌细胞在纤粘连蛋白上增殖并保持未分化的表型；而 在层粘连蛋白上则停止增殖，进行分化，融合为肌管。 • 参与细胞的迁移 细胞的迁移依赖于细胞的粘附与细胞骨架的组装。

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