细胞微环境

细胞微环境思维导图，讲述了细胞微环境的组成、细胞外基质的主要组成部分、细胞微环境与细胞间的相互作用等。

细胞微环境及其与细胞的相互作用

• 一、 细胞微环境的组成
  • 1. 概述
    • 由相邻细胞和非细胞成分共同构成的局部"区室"， 它参与其细胞所在组织结构有序性和稳定性的维持， 也参与其细胞本身功能活动的调控。
    • 细胞微环境总是处于一种动态的平衡状态，谓之微环境稳态
    • 作用：保持细胞正常生命活动的基础，不仅对细胞起支持、 保护、连接和营养作用，而且与细胞的增殖、分化、 黏着与迁移、代谢等基本生命活动密切相关
  • 2. 组成
    • 1||| 不同类型的细胞成分
    • 2||| 细胞外基质（EMC）
      • 概念
        • 是细胞微环境的核心组分，由细胞合成并分泌到细胞外空间， 主要是一些蛋白和多糖或蛋白聚糖构成的精密有序的三维网状结构
      • 存在形式
        • 间质性基质：存在于细胞之间
        • 基膜或基底膜：存在于内皮细胞和上皮细胞的基底部
    • 3||| 细胞外调节分子
      • a. 信号分子：指生物体内的某些化学分子与相应的细胞受体相结合， 在细胞间和细胞内传递信息，如激素、神经递质、生长因子等； 根据溶解度分为亲水性和亲脂性两类
      • b. 细胞因子：一类特殊的信号分子，由免疫细胞和某些非免疫细胞分泌的 一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质，通过与相应的 受体结合而发挥对细胞行为的调节作用
    • 4||| 液体物质
• 二、 细胞外基质的主要组成成分
  • 结缔组织中细胞外基质含量最大
  • 1. 凝胶样基质
    • 1||| 糖胺聚糖（GAG）
      • a. 糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成的直链多糖
      • b. 二糖单位：氨基糖和糖醛酸
        • 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负电荷
      • c. 分类
        • 透明质酸/玻尿酸
          • a. 糖胺聚糖中结构最简单的一种
          • b. 二糖单位为N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸
          • c. 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
          • d. 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，能形成粘稠的胶体
          • e. 在胚胎发育早期和组织创伤性修复时，细胞大量分泌透明质酸，促进细胞迁移和增殖
        • 肝素
    • 2||| 蛋白聚糖
      • a. 蛋白聚糖是由糖胺聚糖（除透明质酸外）与核心蛋白共价结合形成的高分子量复合物
      • b. 核心蛋白（单链多肽）+糖胺聚糖®蛋白聚糖单体+透明质酸®蛋白聚糖多聚体
      • c. 蛋白聚糖是在内质网中合成并装配的
        • i. 核心蛋白肽链在糙面内质网核糖体上合成
        • ii. 多糖侧链在高尔基复合体中被装配到核心蛋白上
        • iii. 首先是一个专一的连接四糖结合到核心蛋白的丝氨酸残基， 在糖基转移酶的作用下，糖基依次加接上去，形成糖胺聚糖糖链
    • 3||| 糖胺聚糖和蛋白聚糖与疾病
      • 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， 造成粘多糖累积病-Hunter综合征
  • 2. 纤维网架
    • 胶原和弹性蛋白
      • 结构作用
      • 1||| 胶原
        • a. 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%
        • b. 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
        • c. 分子结构
          • 呈纤维状，由3条a多肽链盘绕而成的三股螺旋结构
          • 肽链中的氨基酸组成规律的三肽重复顺序（Gly-X-Y）， 甘氨酸Gly、X常为脯氨酸Pro、Y常为Hypro或Hylys
        • d. 胶原的合成与装配
          • 胶原的合成与组装始于内质网， 在高尔基体中进行修饰， 最后在细胞外组装成胶原纤维
            • 1||| 内质网合成前a链
            • 2||| 前a链羟化
            • 3||| 前a链糖基化
            • 4||| 三条前a链形成三股螺旋结构—前胶原
            • 5||| 转运至高尔基体加工修饰
            • 6||| 形成分泌小泡，分泌到细胞外
            • 7||| 切除前肽序列，形成胶原分子
            • 8||| 进一步装配成胶原原纤维
            • 9||| 胶原原纤维聚集成胶原纤维
        • e. 胶原的降解
          • 胶原分子可被胶原酶降解
        • f. 疾病
          • 维生素C缺乏导致坏血病：维生素C缺乏可导致胶原的羟化反应不能充分进行，不能形成正常的胶原原纤维，导致血管、肌腱、皮肤变脆，易出血，称为坏血病
      • 2||| 弹性蛋白
        • 疏水性短肽
        • a-螺旋短肽
    • 纤连蛋白和层粘连蛋白
      • 黏着作用
      • 1||| 纤连蛋白
        • 分类
          • 可溶性的纤连蛋白
            • 主要存在于血浆及各种体液中，主要由肝实质细胞分泌产生，称为血浆纤连蛋白
          • 不溶性的纤连蛋白
            • 主要存在于细胞外基质及细胞表面，主要由间质细胞分泌，称为细胞纤连蛋白
        • RGD序列
          • 纤连蛋白肽链中的Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序列是 细胞表面各种纤连蛋白受体识别并结合的最小结构单位
          • 存在于纤连蛋白和某些细胞外基质蛋白肽链中的“精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸” 三肽序列；可被细胞表面一些整联蛋白所识别，并与之结合
      • 2||| 层粘连蛋白
        • 存在部位：上皮和内皮下紧靠细胞基底部
        • 分子结构
          • 由a、b、g三条不同的多肽链组成的异三聚体，外形呈不对称十字形结构
  • 3. 细胞外基质的特化结构—基膜
    • 1||| 基膜/基底膜：是细胞外基质特化而成的一种柔软、坚韧的网膜结构， 以不同形式存在于不同的组织结构之中
    • 2||| 存在位置：基膜位于细胞基底部，介于两层细胞（内皮细胞和足细胞）之间， 是滤过膜的主要结构
    • 3||| 组成成分
      • a. IV型胶原
      • b. 层粘连蛋白
      • c. 巢蛋白：作为连接IV型胶原纤维网络与层粘连蛋白纤维网络之间的连桥
      • d. 渗滤素：基膜中最丰富的蛋白聚糖之一； 与IV型胶原、层粘连蛋白、纤连蛋白等结合， 共同构成网络结构
• 三、 细胞微环境与细胞间的相互作用
  • 1. 细胞外基质影响细胞的生存与死亡
    • 失巢凋亡：大多数类型的细胞需要黏附在一定的细胞外基质上才能存活； 当细胞通过整联蛋白黏附于细胞外基质上，可启动细胞存活相关的 信号转导途径，维持细胞的存活；细胞失去基质缺少黏附就会走向凋亡
  • 2. 细胞外基质调节细胞的增殖
    • 贴壁依赖性生长：大多数细胞只有在一定的细胞外基质上黏附并铺展， 才能使细胞增殖周期运行的现象
• 四、 细胞微环境异常与疾病