1、医学细胞生物学医学细胞生物学（配套教材）（配套教材）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 Matrix-Cell Interaction 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。究细胞外基质的意义。2.掌握细胞外基质的主要组成成分、结构及其掌握细胞外基质的主要组成成分、结构及其生物学功能。生物学功能。3.熟悉基底膜的组成成分和生物学功能。熟悉基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
2、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 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 Extracellu
3、lar Matrix and Matrix-Cell Interaction 退退 出出 首首 页页 机体的组织由细胞与细胞外基质共同组成。细胞通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，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，使之成为一个完整有机整体。了各种组织与器官，使之成为一个完整有机整体。细胞外基质（细胞外基质（extracellular matrix,ECM）：）：是是由细胞分泌到细胞外空间，由由细胞分泌到细胞外空间，由蛋白和多糖
4、蛋白和多糖构成的精构成的精密有序的网络结构。密有序的网络结构。细胞外基质概述细胞外基质概述 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 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。结缔组织中细胞外基质含量最大。Extra
5、cellular 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 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 (一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）糖胺聚糖是由糖胺聚糖是由重复的二糖单位重复的二糖单位构成的构成
6、的直链多糖直链多糖；二糖单位：二糖单位：氨基糖氨基糖(N-乙酰氨基葡萄糖或乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖)；糖醛酸糖醛酸(葡萄糖醛酸或艾杜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，故糖胺聚因糖残基上通常带有硫酸基团或羧基，故糖胺聚糖带有大量糖带有大量负电荷负电荷。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质及其与细胞的相互作用 (一一)糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosamin
7、oglycan,GAG）硫酸皮肤素硫酸皮肤素GAG链的二糖重复序列链的二糖重复序列 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 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：硫酸乙酰肝素（硫酸乙酰肝素（heparan sulfate，HS）肝素（肝素（heparin）硫酸角质素（硫酸角质素（k
8、eratan sulfate，KS）透明质酸（透明质酸（hyaluronic acid，HA)硫酸软骨素（硫酸软骨素（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 细胞外基质及其与细胞的相互作用细胞外基质及其与细胞的相互作用 糖胺聚糖的分子特性及组织分布糖胺聚糖的分子特性及组织分布
9、 糖胺聚糖糖胺聚糖 重复二糖单位重复二糖单位 组织分布组织分布 透明质酸透明质酸 D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖 结缔组织、皮肤、软结缔组织、皮肤、软骨、滑液、玻璃体骨、滑液、玻璃体 硫酸软骨素硫酸软骨素 D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 N-乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖 软骨、角膜、骨、皮软骨、角膜、骨、皮肤、动脉肤、动脉 硫酸皮肤素硫酸皮肤素 L-葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸*N-乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖 皮肤、血管、心瓣膜皮肤、血管、心瓣膜、韧带、韧带 硫酸乙酰肝硫酸乙酰肝素素 D-葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸*N-乙酰氨基葡萄糖乙
10、酰氨基葡萄糖 肺、动脉、细胞表面肺、动脉、细胞表面 肝素肝素 D-葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸*N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖 肺、肝、皮肤、肥大肺、肝、皮肤、肥大细胞细胞 硫酸角质素硫酸角质素 D-半乳糖半乳糖 N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖 软骨、角膜、椎间盘软骨、角膜、椎间盘 注：注：*艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化糖链中的艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化糖链中的D-葡萄糖醛酸进行差向异构化而生成的葡萄糖醛酸进行差向异构化而生成的 Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction 退退 出出 首首 页页 第十一章第十一章 细胞
11、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 透明质酸透明质酸 糖胺聚糖中糖胺聚糖中结构最简单结构最简单的一种。的一种。二糖单位为二糖单位为N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖和和葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸。糖链由糖链由500025000个二糖重复单位重复排列构成，个二糖重复单位重复排列构成，不发生硫酸化不发生硫酸化。分子表面糖醛酸的羧基，带有分子表面糖醛酸的羧基，带有大量的负电荷大量的负电荷，其，其相斥作用使相斥作用使整个分子伸展膨胀整个分子伸展膨胀占据很大的空间，占据很大的空间，赋予组织具有良好的赋予组织具有良好的弹性和抗压性弹性和抗压性。Extracellular Matrix and
12、 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 透明质酸透明质酸 表面的表面的大量亲水基团大量亲水基团，可结合大量水分子，使基，可结合大量水分子，使基质等渗性水肿，能形成粘稠的胶体。质等渗性水肿，能形成粘稠的胶体。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。泌透明质酸，促进细胞迁移和增殖。第十一章第十一章
13、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(二二)蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycan，PG）1.蛋白聚糖的分子结构蛋白聚糖的分子结构 蛋白聚糖是由糖胺聚糖蛋白聚糖是由糖胺聚糖(除透明质酸外除透明质酸外)与与核心蛋白核心蛋白（core protein）共价结合形成的高分子量复合物。共价结合形成的高分子量复合物。核心蛋白（单链多肽）核心蛋
14、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 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糖电镜照片 Extracellular Matrix and Matrix-Cell Interaction 退退 出出 首首
15、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 2.蛋白聚糖的合成与装配蛋白聚糖的合成与装配 核心蛋白肽链在核心蛋白肽链在糙面内质网糙面内质网核糖体上合成；核糖体上合成；多糖侧链在多糖侧链在高尔基复合体高尔基复合体中被装配到核心蛋白上。中被装配到核心蛋白上。首先是一个专一的连接四糖（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）结合到核心蛋白的丝氨酸残基，在糖基转移酶（酶（glycosyltransferases）的作用下，糖基依次加接）的作用下，糖基依次加接上去，形成糖胺聚糖糖链。上去，形成糖胺聚糖
16、糖链。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 蛋白聚糖中的蛋白聚糖中的GAG链与核心蛋白的连接方式链与核心蛋白的连接方式 专一的连接四糖首先与核心蛋白的丝氨酸共价连接，专一的连接四糖首先与核心蛋白的丝氨酸共价连接，GAG链的其余部分主链的其余部分主要由重复的二糖单位组成要由重复的二糖单位组成 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 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
