2022年医学专题—细胞外基质及其与细胞的相互作用(1).ppt

医学细胞生物学（配套(pi to)教材）,第一页，共八十一页。,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第二页，共八十一页。,学习(xux)目的和要求,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。掌握细胞外基质的主要组成成分、结构及其生物学功能。熟悉基底膜的组成成分和生物学功能。了解细胞外基质与一些(yxi)病理过程的关系。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第三页，共八十一页。,第一节 细胞外基质的主要组成(z chn)成分,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖二、胶原和弹性(tnxng)蛋白,纤连蛋白层粘连(zhnlin)蛋白,三、非胶原糖蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第四页，共八十一页。,机体的组织由细胞与细胞外基质共同组成。细胞通过细胞外基质行使多种功能，两者之间相互依存，使细胞与细胞、细胞与基底膜之间紧密联系，构成了各种组织与器官，使之成为一个(y)完整有机整体。细胞外基质（extracellular matrix,ECM）：是由细胞分泌到细胞外空间，由蛋白和多糖构成的精密有序的网络结构。,细胞外基质概述(i sh),Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第五页，共八十一页。,细胞外基质,凝胶样基质(j zh)纤维网架,糖胺聚糖和蛋白聚糖,胶原和弹性蛋白(dnbi)：结构作用纤连蛋白和层粘连蛋白：黏着作用,成分(chng fn)：,含量：结缔组织中细胞外基质含量最大。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,第六页，共八十一页。,细胞(xbo)外基质成分及其细胞(xbo)表面受体示意图,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第七页，共八十一页。,(一)糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成的直链多糖；二糖单位：氨基糖(N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖)；糖醛酸(葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸)；因糖残基上通常带有硫酸基团或羧基(su j)，故糖胺聚糖带有大量负电荷。,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第八页，共八十一页。,(一)糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,硫酸皮肤素GAG链的二糖重复(chngf)序列,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第九页，共八十一页。,其根据糖残基的性质、连接方式(fngsh)、硫酸化数量和存在的部位，糖胺聚糖可分为六种：,硫酸(li sun)乙酰肝素（heparan sulfate，HS）,肝素(n s)（heparin）,硫酸角质素（keratan sulfate，KS）,透明质酸（hyaluronic acid，HA),硫酸软骨素（chondroitin sulfate，CS）,硫酸皮肤素（dermatan sulfate，DS）,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(一)糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,第十页，共八十一页。,糖胺聚糖的分子(fnz)特性及组织分布,注：*艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化(cu hu)糖链中的D-葡萄糖醛酸进行差向异构化而生成的,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十一页，共八十一页。,透明质酸,糖胺聚糖中结构最简单的一种。二糖单位为N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸。糖链由500025000个二糖重复单位重复排列(pili)构成，不发生硫酸化。分子表面糖醛酸的羧基，带有大量的负电荷，其相斥作用使整个分子伸展膨胀占据很大的空间，赋予组织具有良好的弹性和抗压性。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(一)糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十二页，共八十一页。,透明质酸,表面的大量亲水基团，可结合大量水分子，使基质等渗性水肿，能形成(xngchng)粘稠的胶体。在胚胎发育早期和组织创伤修复时，细胞大量分泌透明质酸，促进细胞迁移和增殖。,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(一)糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十三页，共八十一页。,(二)蛋白聚糖（proteoglycan，PG）,1.蛋白聚糖的分子结构(fn z ji u),蛋白聚糖是由糖胺聚糖(除透明质酸外)与核心蛋白(dnbi)（core protein）共价结合形成的高分子量复合物。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十四页，共八十一页。,A.细胞外基质中蛋白聚糖多聚体 B.软骨(rung)中的蛋白聚糖电镜照片,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十五页，共八十一页。,2.蛋白聚糖的合成(hchng)与装配,核心蛋白(dnbi)肽链在糙面内质网核糖体上合成；多糖侧链在高尔基复合体中被装配到核心蛋白上。首先是一个专一的连接四糖（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）结合到核心蛋白的丝氨酸残基，在糖基转移酶（glycosyltransferases）的作用下，糖基依次加接上去，形成糖胺聚糖糖链。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,(二)蛋白聚糖（proteoglycan，PG）,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十六页，共八十一页。,蛋白聚糖中的GAG链与核心蛋白(dnbi)的连接方式,专一的连接四糖首先(shuxin)与核心蛋白的丝氨酸共价连接，GAG链的其余部分主要由重复的二糖单位组成,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十七页，共八十一页。,蛋白聚糖的一个显著特点是其多态性，可以含有(hn yu)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。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十八页，共八十一页。,几种(j zhn)常见的蛋白聚糖,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第十九页，共八十一页。,有的蛋白聚糖也是质膜的整合成分，如成纤维细胞和上皮细胞表面的黏结蛋白聚糖（syndecan），既可介导细胞与细胞外基质结合(jih)，又可使细胞内外信息相通；,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第二十页，共八十一页。,黏结(ninji)蛋白聚糖-4的结构示意图,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第二十一页，共八十一页。,(三)糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能(gngnng),使组织(zzh)具有弹性和抗压性，维持组织的形态，防止机械损伤；对物质转运有选择渗透性，糖基的高度亲水性和负电性，构成高度水化孔胶样物，具有分子筛作用，各种成分可选择性渗透；角膜中蛋白聚糖具有透光性；糖胺聚糖有抗凝血作用；,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第二十二页，共八十一页。,(三)糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能(gngnng),5.细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用，黏结蛋白聚糖 的胞外区与信号分子(fnz)结合，将细胞外信号传递到细胞 内，引起细胞内生物学效应；6.糖胺聚糖和蛋白聚糖与组织老化有关，糖胺聚糖和蛋 白聚糖的种类和数量随年龄而变动，与发育过程中组 织功能相适应。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第二十三页，共八十一页。,(四)糖胺聚糖和蛋白聚糖与疾病(jbng),糖胺聚糖或蛋白聚糖及其降解中间产物在体内一定部位堆积(duj)，造成粘多糖累积病。糖胺聚糖的变化和蛋白聚糖分子的异常表达对肿瘤的发生、发展及转移有着重要意义。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,一、糖胺聚糖与蛋白聚糖,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第二十四页，共八十一页。,二、胶原与弹性(tnxng)蛋白,(一)胶原（collagen）含量：人体内含量最丰富的蛋白质，约占人体蛋白质总量的 25%30。分布：存在于体内各种器官和组织，尤其在结缔组织(jid-zzh)中特别 丰富，是细胞外基质的框架结构。来源：由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞以及某些上皮细 胞合成并分泌到细胞外。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,第十一章 细胞(xbo)外基质及其与细胞(xbo)的相互作用,第二十五页，共八十一页。,1.胶原的分子结构(fn z ji u),典型的胶原分子(fnz)呈纤维状，是由3条多肽链盘绕而 成的三股螺旋（triple helix）结构；肽链中的氨基酸组成规律的三肽重复顺序（Gly-X-Y），其中 X常为Pro，Y常为Hypro或Hylys。,Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction,二、胶原与弹性(tnxng)蛋白,第十一章 细胞外基质及其与细胞的相互作用,第二十六页，共八十一页。,1.胶原的分子结构(fn z ji u),甘氨酸Gly脯氨酸Pro羟化赖氨酸Lys羟化、选择性糖基化