細胞外基質的概念:細胞外基質,extracellularmatrixc,ECM,由細胞分泌到細胞外間質中的大分子物質,構成復雜的網架結構,支持并連接組織結構、調節組織的發生和細胞的生理活動。在生物學、細胞外間質或細胞外基質(Extracelularmatrix,ECM)是動物組織的一部分,不屬于任何細胞。細胞外間質決定結締組織的特性。細胞外基質是由動物細胞合成并分泌到胞外、分布在細胞表面或細胞之間的大分子,主要是一些多糖和蛋白,或蛋白聚糖。細胞外基質對于一些動物組織的細胞具有重要作用。分布于細胞外空間,由細胞分泌的蛋白和多糖所構成的網絡結構。細胞外基質生理學功能:趨硬性:硬度和彈性也引導細胞遷移,這一過程被稱為趨硬性。合肥天津細胞外基質膠

根據膠原的結構和功能可將其分為:1.跨膜性膠原(transmembranecollagen)如ⅩⅦ型膠原,它有一個細胞內非膠原區,一個跨膜區和細胞外膠原尾巴。這種膠原主要由皮膚基底角化細胞產生,在肝臟中未發現。2.尚未分類的膠原:包括ⅩⅢ,ⅩⅤ和ⅩⅧ型膠原。ⅩⅢ型膠原主要分布于皮膚附屬器、骨、軟骨、橫紋肌及腸道黏膜,但不見于肝臟。ⅩⅤ型膠原mRNA表達于許多組織和部位的成纖維細胞和上皮細胞。ⅩⅧ型膠原主要分布于肝臟、肺臟和腎臟。值得一提的是,原位雜交研究結果表明在肝臟中ⅩⅧ型膠原主要由肝實質細胞產生,顯然與其它膠原主要由間質細胞產生不同。其羧基端具有克制血管增生的作用而稱為內皮抑素或內皮它汀(endostatin),初步體外和動物試驗發現它對部位有較強的克制作用。合肥天津細胞外基質膠細胞外基質中的纖粘蛋白主要由成纖維細胞、上皮細胞等分泌并附著在細胞表面。

細胞質基質(cytoplasmicmatrix;cytoplasmicgroundsubstance;groundplasm)是除去能分辨的細胞器和顆粒以外的細胞質中膠態的基底物質,現又稱細胞溶膠。蛋白聚糖的主要成份是糖胺聚糖,是由重復二糖單位構成的無分支長鏈多糖。二糖單位包括∶硫酸軟骨素(chondroitinsulfate)、硫酸角質素(keratansulfate)、肝素(heparin)、硫酸乙酰肝素(heparansulfate)、透明質(hyaluronicacid)、硫酸皮膚素(dermatansulfate)等。這些二糖都含有一個氨基糖,并至少含有一個負電的磺酸基或羧基團
細胞外基質通過調節糖代謝影響癥轉移:考慮到葡萄糖代謝在細胞生長和遷移過程中的重要性,科學家們已經對葡萄糖代謝如何受到內部和外界刺激做出反應進行了深入的研究,但還是少有研究關注代謝和細胞外基質中特殊成分改變的關系,而細胞外基質成分的改變在正常發育和疾病進展過程中都有發生。通過分析病人的乳腺組織以及乳腺細胞系中影響葡萄糖代謝的基因,研究人員有了驚人的發現:與葡萄糖高速代謝緊密相關的基因中有一個是細胞外基質中心成分透明酸質的受體。由于這個受體將細胞與細胞外基質中的透明酸質聯系在一起,因此這項研究表明細胞外基質的成分或者結構的變化也許會影響代謝。研究人員通過調節細胞周圍的透明酸質水平并測量細胞隨后的葡萄糖代謝水平來驗證了他們的猜想。間質基質存在于各種動物細胞之間(即細胞間隙中)。

構成細胞外基質的大分子:原膠原共價交聯后成為具有抗張強度的不溶性膠原。胚胎及新生兒的膠原因缺乏分子間的交聯而易于抽提。隨年齡增長,交聯日益增多,皮膚、血管及各種組織變得僵硬,成為老化的一個重要特征。人α1(Ⅰ)鏈的基因含51個外顯子,因而基因轉錄后的拼接十分復雜。翻譯出的肽鏈稱為前α鏈,其兩端各具有一段不含Gly-X-Y序列的前肽。三條前α鏈的C端前肽借二硫鍵形成鏈間交聯,使三條前α鏈“對齊”排列。然后從C端向N端形成三股螺旋結構。前肽部分則呈非螺旋卷曲。帶有前肽的三股螺旋膠原分子稱為前膠原(procollagen)。膠原變性后不能自然復性重新形成三股螺旋結構,原因是成熟膠原分子的肽鏈不含前肽,故而不能再進行“對齊”排列。大量合成的腎臟細胞外基質取代了腎小球各功能細胞的空間。廈門唐山細胞外基質膠
膠原蛋白屬于不溶性纖維形蛋白質,是細胞外基質的主要成分,遍布于各部位和組織。合肥天津細胞外基質膠
細胞外基質生理學功能:對基因表達的影響:細胞外基質中不同的機械特性對細胞行為和基因表達都有影響。盡管實現這一點的機制尚未完全解釋清楚,但粘附復合物和肌動蛋白-肌球蛋白細胞骨架(其收縮力通過跨細胞結構傳遞)被認為在尚未發現的分子途徑中起著關鍵作用。對分化的影響:細胞外基質彈性可以指導細胞分化,即細胞從一種細胞類型轉變為另一種細胞類型的過程。特別是,原始間充質干細胞(MSCs)已被證明能明確譜系并表現出對組織水平彈性極其敏感的表型。將原始間充質干細胞(MSCs)置于模擬大腦分化成神經元樣細胞的柔軟基質上,表現出相似的形狀、RNAi圖譜、細胞骨架標記和轉錄因子水平。類似地,模擬肌肉的剛度基質是肌源性的,而模擬膠原骨的剛性基質是成骨性的。合肥天津細胞外基質膠