2022年医学专题—第5章-细胞外基质(1).ppt

,第5章 细胞外基质,第一页，共六十七页。,细胞外基质的成分(chng fn),胶原,纤连蛋白,层粘连(zhnlin)蛋白,蛋白聚糖,第二页，共六十七页。,细胞外基质(extracellular matrix),概述：由细胞分泌到细胞外的各种蛋白和多糖(du tn)构成的网络结构，与细胞构成组织和器官分布：结缔上皮、神经、肌组织 组织差异性来源：成纤维细胞（主）特化组织细胞,第三页，共六十七页。,第四页，共六十七页。,结缔组织(jid-zzh)中的成纤维细胞,第五页，共六十七页。,一、蛋白聚糖：1.糖胺聚糖 凝胶样基质 2.蛋白聚糖二、结构蛋白(dnbi)：1.胶原 纤维网架 2.弹性蛋白三、非胶原糖蛋白：1.纤连蛋白 黏着作用 2.层粘连蛋白,细胞外基质组成(z chn),第六页，共六十七页。,1、物理学功能：支持、连接、保护、保水、抗压、营养作用。2、生物学作用：ECM对细胞的影响作用：形态、增殖、分化、黏着和迁移等。细胞对ECM的决定性作用：产生、分子(fnz)组装、分布、降解。,细胞外基质功能(gngnng),第七页，共六十七页。,糖胺聚糖（GAG）与蛋白聚糖（PG）,第八页，共六十七页。,糖胺聚糖（GAG）与蛋白聚糖（PG）,高分子量的含糖化合物 糖胺聚糖：重复二糖单位(dnwi)构成 蛋白聚糖：核心蛋白+糖胺聚糖构成亲水性凝胶赋予组织弹性、抗压性,第九页，共六十七页。,糖胺聚糖结构(jigu),透明质酸（HA）,第十页，共六十七页。,糖胺聚糖的分子(fnz)特性及组织分布,第十一页，共六十七页。,透明质酸（HA）,结构：最简单 不发生硫酸化 含有大量亲水基团、负电荷形态：呈无规则卷曲状降解(jin ji)：透明质酸酶功能：赋予组织弹性、抗压性 促进细胞迁移、增殖,第十二页，共六十七页。,蛋白聚糖(proteoglycan,PG),1、结构：糖胺聚糖(HA除外)与核心蛋白共价(n ji)结合成 GAG（除HA）PG（单体）核心蛋白 连接蛋白 PG（多聚体）HA,第十三页，共六十七页。,2.合成与装配：核心蛋白肽链合成 装配糖胺聚糖（GAG）链 硫酸(li sun)化、异构化修饰特性：高多态性 高分子量 高含糖量,蛋白聚糖(proteoglycan,PG),第十四页，共六十七页。,第十五页，共六十七页。,第十六页，共六十七页。,蛋白聚糖(PG)多聚体 108Da以上(yshng),核心(hxn)蛋白,连接蛋白，透明质酸与核心蛋白以非共价键形式(xngsh)结合,硫酸软骨素糖链,硫酸角质素,透明质酸核心,有一些蛋白聚糖只有1-15条糖胺聚糖链，肾小球基膜中的蛋白聚糖，只有2-15条硫酸乙酰肝素链，其糖链可与胶原、层黏连蛋白、纤连蛋白结合，共同构成基膜的网络结构。成纤维细胞分泌的PG，只有一条糖胺聚糖链。,软骨中巨大蛋白多糖多聚体,第十七页，共六十七页。,第十八页，共六十七页。,使组织具有弹性和抗压性 对物质转运(zhun yn)有选择渗透性 角膜中蛋白聚糖具有透光性 细胞表面蛋白聚糖有传递信息作用 与组织老化有关,蛋白聚糖功能(gngnng),第十九页，共六十七页。,GAG和PG与疾病(jbng),黏多糖累积(lij)病：Hunter综合征动脉粥样硬化肿瘤的发生、侵袭和转移,第二十页，共六十七页。,胶原与弹性(tnxng)蛋白,第二十一页，共六十七页。,胶原纤维 弹性(tnxng)纤维,第二十二页，共六十七页。,胶原（Collagen）,含量最多（25%）、分布广泛纤维蛋白家族(jiz)来源：成纤维细胞 软骨细胞 成骨细胞 上皮细胞等,第二十三页，共六十七页。,第二十四页，共六十七页。,第二十五页，共六十七页。,胶原的主要类型(lixng)及分布,类型(lixng)：27种（42种链）由不同的基因编码分布：组织特异性 IIII型-皮肤血管壁等 II型-软骨等 IV型-基膜,第二十六页，共六十七页。,胶原类型(lixng)及分布,第二十七页，共六十七页。,为什么胶原会呈现(chngxin)周期性横纹？,第二十八页，共六十七页。,胶原的分子结构(fn z ji u),三条(sn tio)多肽链组成的三股螺旋结构 富含Gly（甘）,Pro（脯）和Lys（赖）三肽重复序列：Gly-X-Y X：Pro；Y：Hypro/Hylys特征性化学修饰：Pro，Lys羟基化 Lys选择性糖基化,第二十九页，共六十七页。,链及胶原分子(fnz),第三十页，共六十七页。,第三十一页，共六十七页。,胶原的合成装配(zhungpi)与降解,来源：成纤维细胞(xbo)、软骨细胞(xbo)、成骨细胞(xbo)、上皮细胞(xbo)等合成：细胞内（细胞核-内质网-高尔基体-分泌小泡）装配：细胞外降解：细胞外,第三十二页，共六十七页。,细胞(xbo)内合成,核：mRNARER：前链糖基化、二硫键前胶原（3股螺旋(luxun)）Golgi体：前胶原（加工修饰）分泌小泡：前胶原（运输）前肽（propeptide）：不含Gly-X-Y序列，抑制胶原在胞内组装。前胶原（procollagen）：带有前肽的三股螺旋胶原分子。,第三十三页，共六十七页。,细胞(xbo)外装配,前胶原-（前肽酶切去前肽）胶原分子(fnz)（collagen molecule）-（有序排列）胶原原纤维（collagen fibril）（EM）-（成束）胶原纤维（collagen fiber）（LM）,第三十四页，共六十七页。,第三十五页，共六十七页。,胶原的胞外降解(jin ji),胶原存在、分布稳定(wndng)，更新转换较慢降解：胶原酶（collagenase）,第三十六页，共六十七页。,胶原的主要(zhyo)功能,构成胞外基质的骨架结构；具有抗拉力的作用；刺激(cj)细胞增殖，诱导细胞分化；不同阶段表达不同胶原。,第三十七页，共六十七页。,胶原与疾病(jbng),胶原病 坏血病 遗传性胶原病 免疫性胶原病肿瘤侵袭(qnx)与转移,第三十八页，共六十七页。,为什么几百年前，远航(yun hn)的船员大多会因为大出血而丧命？,第三十九页，共六十七页。,弹性皮肤人，皮肤过渡松弛(sn ch)症。是由于胶原装配不正确引起的遗传综合征，在某些个体中是由于缺乏前肽酶引起的，不能将前胶原转变成胶原蛋白。,第四十页，共六十七页。,弹性(tnxng)蛋白（elastin）,第四十一页，共六十七页。,弹性蛋白(dnbi)（elastin）：结构特点,高度疏水的非糖基化纤维蛋白(xin wi dn bi)富含Gly、Pro很少羟化，无糖基化修饰不含Gly-X-Y重复序列呈无规则卷曲状,第四十二页，共六十七页。,合成与装配：胞内：可溶性原弹性蛋白 胞外：分子交联装配成弹性纤维网 降解：弹性蛋白酶弹性纤维（elastic fiber）由弹性蛋白及其表面的微原纤维（microfibils）构成。原纤维蛋白(xin wi dn bi)（fibrillin）：保持弹性纤维完整性（马凡综合征）。,弹性蛋白(dnbi)（elastin）：合成与降解,第四十三页，共六十七页。,构成弹性纤维(xinwi)网络的主要成分赋予组织弹性,弹性蛋白(dnbi)（elastin）：功能,第四十四页，共六十七页。,第四十五页，共六十七页。,粘着糖蛋白：纤连蛋白(fibronectin，FN)层粘连蛋白(laminin，LN)功能：连接(linji)细胞与细胞外基质,非胶原糖蛋白,第四十六页，共六十七页。,第四十七页，共六十七页。,FN LN,第四十八页，共六十七页。,分布：上皮细胞、内皮细胞、肌细胞和脂肪细胞等。结构：高分子量糖蛋白；异三聚体；已发现(fxin)15种FN。基膜：与IV型胶原等共同构成基膜。功能：参与细胞分化、黏附、迁移和增殖。疾病：糖尿病性肾病等。,层粘连(zhnlin)蛋白（Laminin，LN）,第四十九页，共六十七页。,第五十页，共六十七页。,层粘连(zhnlin)蛋白,三条多肽链由二硫键交联构成异构三聚体含有(hn yu)多种大分子结合位点含有RGD序列,第五十一页，共六十七页。,链,链,链,胶原或硫酸(li sun)化膜脂结合部位,IV型胶原结合部位,硫酸(li sun)化膜脂结合部位,细胞(xbo)表面受体结合部位,神经轴突表面受体结合部位,是与肝素结合的部位，,第五十二页，共六十七页。,第五十三页，共六十七页。,层粘连(zhnlin)蛋白 基膜的主要蛋白成分，也是基膜的组织者；型胶原巢蛋白(entactin)渗滤素(perlecan),基膜组成(z chn)与分布,第五十四页，共六十七页。,第五十五页，共六十七页。,基膜的结构(jigu)组成,第五十六页，共六十七页。,纤连蛋白（FN）,分布广泛(gungfn)：血浆FN可溶，血浆；细胞FN不溶，ECM、细胞表面分子结构：由两个亚基形成二聚体 血浆FN：两条多肽链由二硫键交联成二聚体 细胞FN：二聚体交联形成多聚体含有多种大分子结合位点,第五十七页，共六十七页。,纤连蛋白,第五十八页，共六十七页。,纤连蛋白,含有特殊的短肽序列(xli)，可被FN受体识别 RGD序列：Arg-Gly-Asp RGDS序列：Arg-Gly-Asp-SerRGD序列：FN及其他ECM中所含有的可被整联蛋白识别的Arg-Gly-Asp三肽序列。,第五十九页，共六十七页。,第六十页，共六十七页。,FN将细胞(xbo)连接到细胞(xbo)外基质上,第六十一页，共六十七页。,纤连蛋白功能(gngnng),介导细胞(xbo)与ECM的黏着促进细胞迁移促进创面修复和血液凝固,第六十二页，共六十七页。,纤连蛋白与疾病(jbng),肝脏疾病与血浆(xujing)FN肾小球肾炎与基膜FN创伤愈合中FN过度表达恶性肿瘤细胞中FN受体异常,第六十三页，共六十七页。,细胞外基质的成分(chng fn),胶原,纤连蛋白,层粘连(zhnlin)蛋白,蛋白聚糖,第六十四页，共六十七页。,在细胞外基质蛋白聚糖组分的所有糖胺聚糖中，只有（）是以非共价键形式和蛋白质进行结合的。肝素 B.硫酸软骨素 C.硫酸角质素透明质酸 E.硫酸皮肤素蛋白聚糖是由核心蛋白质的（）残基与氨基(nj)聚糖共价结合的产物。丝氨酸 B.赖氨酸 C.胱氨酸D.组氨酸 E.色氨酸,第六十五页，共六十七页。,复习题（课后完成）名词解释：细胞外基质；基膜；糖胺聚糖；前胶原2.细胞外基质的主要成分有哪些？有哪些主要功能(gngnng)？3.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？4.纤连蛋白分子有哪些类型，分子结构如何？有何生物学 作用？,第六十六页，共六十七页。,内容(nirng)总结,第5章 细胞外基质。构成的网络结构，与细胞构成组织和器官。高分子量的含糖化合物。葡萄糖醛酸-N乙酰氨基葡萄糖。类型：27种（42种链）。IIII型-皮肤(p f)血管壁等。RER：前链糖基化、二硫键前胶原（3股螺旋）。前肽（propeptide）：不含Gly-X-Y序列，抑制胶原在胞内组装。不同阶段表达不同胶原。弹性皮肤(p f)人，皮肤(p f)过渡松弛症。基膜：与IV型胶原等共同构成基膜。血浆FN可溶，血浆。作用,第六十七页，共六十七页。,