细胞外基质
14_细胞外基质-2008.5-I
(一)
胶 原（collagen）
分布（Distribution)与类型(Category) 分布（Distribution) 不同的结缔组织其结构和功能的不同， 主要是由于胶原含量、类型及排布方式不 同所决定的 产生的细胞：以间质型细胞为主，如成 纤维细胞、成骨细胞及成软骨细胞等
(一) 胶 原（collagen）
病理 创伤的修复、肿瘤转移、肾病、肝病、肺 病、胶原病、心血管病、骨关节病及糖尿病等。
ECM结构示意图
第一节 细胞外基质的分子组成
(一) 胶原 collagen (一) 胶原 collagen
(一) 非胶原糖蛋白 (二) 胶原 collagen non-collagenous glycoprotein
胶原生成的细胞内阶段
主要包括羟化和糖基化修饰。
羟化修饰
前链在内质网进行翻译中和翻译后的修饰，
体内缺乏维生素C,则正常体温下的前胶原的 羟化不足，因而不能形成稳定的三股超螺旋
膳食中缺乏维生素C所导致的坏血病出现血 管、肌腱、皮肤变脆、易出血等症状即与其 所致胶原结构的异常有关。
胶原生成的细胞内阶段
(三) 弹性蛋白 elastin
(四) 氨基聚糖与蛋白聚糖 glycosaminoglycan, GAG & proteoglycan, PG
(一) 胶
原
分布与类型(Category) 分子结构(Elementary structure) 胶原的生物合成过程(Biosynthesis) 胶原的降解过程(Degradation)
V
VI VII VIII IX X
含有I型胶原组织中的次要组 成成分
大多数结缔组织 表皮、小肠黏膜的锚定原纤 维 血管内皮和其他组织 含有Ⅱ型胶原的组织 增生软骨
细胞外基质(医学)
ECM主要由成纤维细胞、间质细胞、上皮细胞等合成分泌的一类分布和聚集在细胞表面、细胞间质的大分子 物质，包括胶原蛋白、弹力蛋白、黏附性糖蛋白等。胶原蛋白是ECM的主要成分，赋予组织抗拉强度；弹力 蛋白则赋予组织弹性；黏附性糖蛋白则参与细胞与ECM的黏着和信号转导。
细胞外基质的功能
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维持组织完整性
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THANKS
ECM通过提供物理支持 及调节细胞活动，维持组 织结构的完整性和稳定性 。
调节细胞活动
ECM通过与细胞表面受 体的相互作用，参与细胞 信号转导，影响细胞的增 殖、分化、迁移等。
组织修复与再生
在组织损伤时，ECM通 过调节炎症反应、促进细 胞增殖和分化，参与组织 修复与再生过程。
细胞外基质与疾病的关系
发现新的药物靶点
细胞外基质作为药物靶点具有广阔的应用前 景，研究其与疾病发生发展的关系，有助于 发现新的药物作用靶点。
细胞外基质与肿瘤转移
细胞外基质与炎症
研究细胞外基质在肿瘤转移过程中的作用， 有助于寻找预防和治疗肿瘤的新途径。
深入探讨细胞外基质与炎症反应的关系，有 助于揭示炎症相关疾病的发病机制。
转移过程的影响
肿瘤细胞通过分泌特定的细胞外基质降解酶，如MMPs，不仅能降解细胞外基质，还能促 进新生血管的形成，为肿瘤转移提供必要的条件。
心血管疾病
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心血管疾病与细胞外基质的关系
细胞外基质中的胶原蛋白、纤维粘连蛋白和层 粘连蛋白等成分在心血管疾病的发生和发展过 程中发挥着重要的作用。
心血管疾病的风险因素
器官再生
通过模拟细胞外基质的特定成分和结构，可以再生出具有特定 功能的器官。
癌症治疗
细胞外基质名词解释
细胞外基质名词解释
细胞外基质是构成细胞膜以外的一个可流动的液体基质，它是介于血液和细胞间的细胞特有的微环境，负责受体-激素系统，抗原-
抗体反应以及免疫等多种重要的细胞的物质交换，以保证细胞的生命活动状态。
它是一种复杂的和活跃的物质，是细胞与细胞之间以及细胞与细胞外物质相互作用的重要载体，是一种动态的液体基质，它不断地调节细胞的状态，对细胞的正常生理和代谢过程起着重要的作用。
细胞外基质是一种复杂的混合物，主要由多种成份组成，包括：多种结构蛋白、糖类、转运体、抑制因子、信号转导蛋白、受体和激素。
它们中的每一个都能通过细胞外基质的复杂的交互反应，促进细胞的发育和成熟，影响细胞的表达状态和生长特性。
此外，细胞外基质还提供有机物的支持，如水分和离子，以及能够调节细胞活动的内生因子，它保持细胞的生物学活动，具有稳定和保护细胞的作用。
细胞外基质可以调节细胞的生存状态，对细胞的各种形态功能和代谢状态以及自我保护功能起着至关重要的作用。
当细胞没有受到基质的供应时，细胞膜结构可能会受到威胁，细胞的活动也会受到影响，因此，维持细胞外基质的动态平衡是很重要的。
细胞外基质的动态平衡可以通过代谢活性来调节，即对细胞外基质组分的调节，以及对外界环境光、气候、水和其他因子的影响。
除此之外，细胞外基质还可以帮助细胞维持稳定的膜电位，促进胞内和胞外离子的交换。
总之，细胞外基质是细胞的重要组成部分，它通过调节细胞的环
境，促进细胞的发育，细胞的增殖和细胞的代谢，对人体的正常生长和发育起着重要的作用。
细胞外基质
细胞外基质（Extracellular Matrix，ECM）是由成纤维细胞、间质细胞、上皮细胞等体内各类组织和细胞合成和分泌的一类散布和聚集在细胞表面和细胞间质的大分子物质所组成的复杂网络结构，故称细胞外基质（间质），是细胞和组织赖以生存、活动和调剂的外环境。
要紧作用：一方面为细胞和组织提供支持、联结、固定、保水、缓冲等物理性的爱惜作用，另一方面又是细胞与外环境进行物质互换、信息传递和聚集的中介。
它可通过各类信号传递系统，调剂细胞生长、增殖、迁移、分化、粘附、代谢、损伤修复、组织重构等各类生理功能。
被称为是人体细胞和组织内稳态的要紧调剂者（The Central Regulator of Cell and Tissue Homeostasis）。
细胞外基质的成份十分复杂，除各型胶原之外，还有各类粘连蛋白（FN）、层连蛋白（LN）、氨基聚糖（GAG）、蛋白聚糖（PG）、弹性蛋白（Elastin）、内动素（Cytotatin）、血栓结合素（Thrombospondin）、整合素（Integrin）、玻连蛋白（Vitronetin VN）、连结蛋白（Connexins）、钙粘素（Cadherins）、选择素（Selectin）、粘附素（细胞粘合素）、细胞粘合素（Cytotatin）等几十个类别。
每一种类别又有几种至十几种亚型。
细胞不同产生和分泌的细胞外基质成份亦不同；组织不同所含的细胞外基质的成份和比例亦不同；即便同一种细胞，同一种组织，在不同的生理、病理和反映条件下，细胞外基质的成份、结构和构型亦不同；结构和构型不同，细胞外基质的功能和作用亦不同。
随着基因和蛋白质组生物学的研究进展，新的细胞外基质分子还在不断诞生，其类型、构型、构像还有更多发觉，其功能亦在不断的扩展，组成了一个十分复杂的细胞外基质的网络家族和体系。
细胞外基质尽管来源、成份、分型和功能不同，各司其责，但在结构和功能上，它们又排列有序、疏密相间、彼此联结、彼此协同，在细胞间质、组织间隙和器官内，形成各类复杂的相对固定的形式和分层网状结构，形成许多不同的功能结构区域，如在血管，能够形成内膜表面的粘附爱惜层、内膜基层、基底膜层、内弹力层、外弹力层、血管中层和外层系膜结缔组织等等。
细胞外基质
羟赖氨酸 ；低糖
类 由二糖单位（D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-葡萄糖胺）重复聚合而成。
[α1(Ⅲ)] 2α2（Ⅳ）
Ⅳ [α1(Ⅲ)] 基底层 原胶原共价交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。
③粘着成份，如纤连蛋白和层粘连蛋白等。
α—链中保留前肽； 基膜
2α2（Ⅳ） [α1（Ⅰ）] 2α2（Ⅰ）
2、弹性纤维
弹性纤维主要存在于脉管壁及肺，亦少 量存在于皮肤、肌腱及疏松结缔组织中。
弹性纤维与胶原纤维共同存在，分别赋 予组织以弹性及抗张性。
弹性蛋白(elastin)是弹性纤维的主要成分。
弹性蛋白
是一种非糖基化的蛋白质，包含830个氨基酸 残基，富含脯氨酸和甘氨酸，但很少羟化。肽 链中不含胶原特有的 Gly-X-Y重复顺序，形成 不规则螺旋结构，并互相交错成网络。
第六节 细胞外基质
组成细胞外基质成份种类 繁多、结构复杂，一般 可分为三类：
①氨基聚糖和蛋白聚糖； ②纤维蛋白，主要包括胶
原和弹性蛋白； ③粘着成份，如纤连蛋白
和层粘连蛋白等。 不同组织的细胞外基质成
份的结构存在着差异
一、氨基聚糖和蛋白聚糖
氨基聚糖（glycosaminoglycan, GAG） 是由重复的二糖单位聚合成的无分支长 链多糖，因二糖单位中一个常为氨基糖 （N-乙酰氨基葡萄糖或N-乙酰氨基半乳 糖）而得名。
眼睛玻璃体
几种主要胶原及其特征
②纤维蛋白，主要包括胶原和弹性蛋白；
Ⅲ [α1 原纤维 皮肤、血管 、 高羟脯氨酸 ；低 氨基聚糖（glycosaminoglycan, GAG）是由重复的二糖单位聚合成的无分支长链多糖，因二糖单位中一个常为氨基糖（N-乙酰氨基葡萄
细胞外基质名词解释
细胞外基质名词解释细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）是构成细胞外环境的特殊结构，它也是细胞增殖、迁移和形态改变的基础。
它既可以作为一种独立的结构，可以支持细胞的生长和分化，也可以作为细胞外活动的调节器，参与细胞外信号传导和活性物质的调节转运等。
细胞外基质的种类比较多，主要有水凝胶类、矿物质类和蛋白质类三大类。
水凝胶类细胞外基质主要是由糖聚糖和多聚糖构成，其中糖聚糖以多糖分子链、支链和定位结合而形成三维结构网络。
糖聚糖在细胞外环境中有着重要的作用，它可以支撑细胞的内墙，提供细胞内高度可控的空间环境，促进细胞的增殖分化；另外，它还可以结合细胞外的特殊蛋白，抑制细胞的迁移，是细胞的稳定界面。
矿物质是另一类细胞外基质，主要有磷酸钙、碳酸钙和硅酸盐。
其中磷酸钙和碳酸钙具有很强的钙离子结合能力，可以控制多种无机物质的吸收和释放，硅酸盐是细胞外环境中的流体结构成分，它可以抵抗压力，支撑细胞多孔网络结构。
蛋白质是细胞外基质中最为重要的组分，它构成细胞外基质的支链和骨架，是细胞的重要组成部分。
一般来说，蛋白质细胞外基质主要分为胶原蛋白、凝血酶原及附着素三大类。
胶原蛋白具有优质的粘度和弹性，具有良好的抗拉应力，能有效抵抗压力，并可以作为细胞移动的滑轨，促进细胞的迁移与增殖。
凝血酶原则是由大量的凝血酶原分子组成，可以参与细胞外信号传导，促进细胞的活性物质的释放和调节转运。
附着素是一类特殊的细胞外基质蛋白，具有高度特异性的附着力，可以紧密结合细胞表面，阻止细胞的漂移，控制细胞的形态和迁移。
细胞外基质是细胞环境的基础，其各种组分的功能是互补的、共生的，不仅能为细胞提供良好的生长环境，也能调节细胞的活动，保持其正常的形态，并参与细胞外信号传导。
细胞外基质与细胞的关系既有相互制约又有促进作用，对细胞的增殖、迁移和发育具有重要的影响，是细胞生长发育中不可或缺的一部分。
总之，细胞外基质是形成细胞外环境的最重要组成部分，它可以作为细胞增殖、发育和迁移的基础，也是细胞外活动的调节器，抑制细胞的迁移，支撑细胞墙，参与细胞外信号传导和活性物质的调节转运。
细胞外基质名词解释
细胞外基质名词解释细胞外基质是除细胞膜外，由细胞间的细胞浆周围和充填了细胞间的空腔的物质组成的一种体系。
它在细胞有机组织的结构和功能的维持以及细胞间的联系和互作中发挥着重要作用。
细胞外基质主要分为蛋白质细胞外基质、多糖细胞外基质和氨基酸细胞外基质三类。
蛋白质细胞外基质是生物细胞外基质的主要组分。
它们既包括水溶性的谷氨酰胺蛋白、酶、转运蛋白，也包括胞外凝集素、受体等结合膜蛋白。
它们在细胞的生长和分化、传导信息、受体识别和降解物质等方面发挥着重要作用。
多糖细胞外基质主要包括糖原、核酸酶、膜糖蛋白、聚糖和其他假糖原等。
它们负责细胞间信号转导、受体识别和细胞附着，以及蛋白质稳定度和抗氧化、细胞内应激反应等。
氨基酸细胞外基质主要有谷氨酸、天冬氨酸和苏氨酸等，它们主要负责调节细胞的活动、影响细胞的膜脂结构以及调节细胞的表观遗传学特性等。
细胞外基质的结构与功能的高度统一是细胞的生长和发育以及调节细胞表观遗传学特性的重要因素。
细胞外基质作为细胞有机结构和功能系统的维系物质，可以永久或临时改变细胞有机结构和功能，这是细胞自我调节和适应环境变化的重要原理。
细胞外基质还可以被药物和农药等外界刺激物质所影响，从而发生改变，而这种改变可能引起细胞的损伤，甚至使细胞死亡。
因此，研究药物对细胞外基质的作用机理，对于阐明药物的治疗作用具有重要意义。
细胞外基质是细胞结构和功能的重要组成部分，因此，研究细胞外基质的结构和功能，对于更好地了解细胞的特性、探究细胞的生命过程、控制细胞的发育和形态，以及发掘潜在的治疗药物等，具有十分重要的意义。
综上所述，细胞外基质是一种重要的分子机制，它可以调节细胞的表观遗传学特性，调节细胞的生长和发育，它也可以受药物的刺激而改变，为细胞的自我调节和适应外界变化提供基础，为研究细胞的结构和功能以及发现潜在治疗药物提供了重要参考。
细胞外基质的概念
细胞外基质的概念
细胞外基质，也称为基质，是指细胞外空间中由分泌的分子物质、纤维蛋白和细胞骨架支架组成的非细胞成分。
细胞外基质是细胞周围的基础结构，对于细胞形态、生长和分化以及组织和器官形成等过程都起到了重要作用。
细胞外基质的成分包括纤维蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白以及许多其他的分子。
这些分子通常是由细胞分泌到外部，并通过细胞表面或互相之间的相互作用形成一个三维网状结构，成为细胞所处的环境。
细胞外基质在细胞生物学中有多种功能。
它能够提供细胞所需的物理支持，帮助细胞形成形态和结构。
此外，细胞外基质还能够为细胞提供信号和反应许多信号分子，以调节细胞增殖、分化和生存。
对细胞外基质的研究有助于理解细胞外基质对细胞功能的影响，对组织修复和生物材料设计等方面也有重要的应用价值。
而针对不同组织中细胞外基质成分和其调控机制的不同性，设计合适的细胞外基质材料，通过注入细胞外基质成分培育出自然的人造骨骼和软组织等等能对人类健康和医学事业带来深远的影响.。
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细胞外基质
细胞外基质：是由细胞分泌到胞外空间，由蛋白和多糖纤维交叉形成地精密有序的胶体网络结构。
胶体网络结构
支持
保护
营养作用
黏附成分
纤维网架构成了细胞外
基质的骨架部分
纤维网架
凝胶样基质凝胶样基质则是骨架与细胞之间的填充成分
黏附成分将纤维网架、
凝胶样基质及相应细胞
连接成整体
黏附成分
一、纤维网架
胶原蛋白 ＆ 弹性蛋白
胶原
原胶原分子胶原原纤维
弹性蛋白
糖胺聚糖和蛋白聚糖
糖胺聚糖：由氨基已糖和糖醛酸重复排列聚合形成的不分支链状多糖。
1.透明质酸（hyaluronic acid HA）
N-乙酰葡萄糖胺葡萄糖醛酸细胞外基质中唯一不含硫酸基的氨基聚糖
细胞增殖和迁移
参与一些恶性肿瘤的进展
2.硫酸软骨素（chondroitin sulfate）
普通糖醛酸乙酰半乳糖胺
3.硫酸角质素（keratan sulfate）
半乳糖N-乙酰葡萄糖胺
4.肝素(Heparin )
蛋白聚糖
蛋白聚糖：由核心蛋白质的丝氨酸残基与糖胺聚糖共价结合而成。
2、 蛋白聚糖（PG）
丝氨酸
核心蛋白质
透明质酸
硫酸角质素
硫酸软骨素
连接蛋白
核心蛋白
2、 蛋白聚糖（PG）
UDPGA UDP 糖醛酸单糖
胶原纤粘连蛋白层粘连蛋白
蛋白聚糖
整联蛋白
纤粘连蛋白层粘连蛋白
I型结构域
II型结构域
III型结构域
层粘连蛋白
α 1链
β 1链β 2链
基膜：细胞外基质特化而成的柔软而坚韧的网膜结构，主要由IV胶原、层粘连蛋白、内联蛋白、渗滤素四种蛋白组成。
IV胶原
层粘连蛋白
内联蛋白
渗滤素
弹性蛋白
胶原蛋白
蛋白聚糖
纤粘连蛋白
小结感谢聆听。