细胞外基质与心血管病
细胞基质名词解释
细胞基质名词解释
细胞基质是一种细胞外基质,包含在细胞周围的基质分子和细胞外膜,以及细胞所分泌的基质蛋白和其他细胞因子。
细胞基质对于细胞的生长、分裂、分化和功能发挥都有着重要的影响。
在细胞的生物学功能中,细胞外基质发挥着至关重要的作用。
细胞外基质中的胶原蛋白、弹性蛋白、纤维连接蛋白等分子能够增强细胞的弹性和韧性,保持细胞形态和结构。
细胞外基质还能够提供支持和屏障作用,保护细胞免受外界损伤和氧化应激的影响。
此外,细胞外基质还能够促进细胞间相互作用和细胞外信号的传递,从而调节细胞增殖、分化和死亡等生物学过程。
在肿瘤的生长和转移中,细胞外基质也发挥着重要的作用。
肿瘤组织中丰富的细胞外基质能够提供支持和营养,促进肿瘤细胞的增殖和分化。
细胞外基质中的基质金属蛋白(MFG)1和MFG3等分子还能够增强肿瘤的免疫逃逸能力,降低免疫细胞对肿瘤的杀伤作用。
除了对细胞的功能发挥有重要影响外,细胞外基质还对疾病的诊断和治疗有着重要的影响。
例如,在心血管疾病中,细胞外基质的过度表达会导致血管重构和狭窄,从而影响心脏的功能。
因此,通过检测细胞外基质的表达水平,可以诊断心血管疾病,并预测疾病的严重程度。
此外,细胞外基质的干预治疗也可以用于治疗心血管疾病,例如通过抑制细胞外基质中MFG1的表达,可以降低心血管疾病的风险。
细胞外基质是一种重要的细胞外膜和基质蛋白,对细胞的增殖、分化和功能发挥有着重要的影响。
在疾病的诊断和治疗中,细胞外基质的表达水平也具有重要的临床意义。
细胞外基质在发育和疾病过程中的作用
细胞外基质在发育和疾病过程中的作用细胞外基质是由细胞分泌的基质分子和细胞外蛋白质组成的一种生物学结构。
它是细胞与外界之间的接口,发挥着重要的生物学功能。
在发育和疾病的进程中,细胞外基质发挥着至关重要的作用。
细胞外基质是细胞外部分的非细胞元素,是由细胞分泌到其周围环境中的复合分子网状结构。
它由各种分子组成,包括胶原蛋白、纤维连接蛋白、弹性蛋白、糖蛋白、蛋白多糖等。
这些分子的组合形成了一个三维网络,为细胞提供了支撑和保护,同时也为细胞提供了信号传递的平台。
在发育过程中,细胞外基质在形态学、细胞生长、分化、移动和维持细胞的功能方面发挥着决定性的作用。
细胞外基质通过调节细胞的环境,影响细胞行为,从而影响发育过程。
例如,在胚胎发育中,细胞外基质通过调节细胞黏附和细胞间的相互作用来控制组织和器官的形态学、功能和发育。
在胚胎发育的早期,细胞外基质决定了内胚层和外胚层之间的形态学界面。
在组织和器官发育时,细胞外基质可以影响组织的形态和结构,从而影响组织和器官的发育和功能。
另外,细胞外基质在疾病过程中也起着重要的作用。
许多疾病与细胞外基质密切相关,如细胞增殖、癌症、纤维化、动脉粥样硬化、关节炎等。
这些疾病的发生和发展都与细胞外基质的改变和修复有关。
在胚胎发育的过程中,细胞外基质可以增强或抑制细胞增殖和分化。
在成体细胞的增殖过程中,细胞外基质的变化与细胞生长和分裂有关。
例如,如果细胞外基质的组成和结构发生变化,就可能会出现肿瘤或癌症。
细胞外基质的改变也会导致纤维化。
纤维化是一种疾病,可导致心血管、肝脏、肾脏和肺等器官及组织形态学和功能上的改变。
在这种情况下,细胞外基质中的胶原和其他纤维蛋白的堆积导致了组织发生了持续性损伤和炎症反应。
细胞外基质还与动脉粥样硬化相关。
研究表明,细胞外基质的变化可以影响血管的功能和结构。
因此对于防治动脉粥样硬化,改善细胞外基质的结构和功能是一种很重要的方法。
细胞外基质在疾病的治疗中也扮演着重要的角色。
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
细胞外基质与细胞信号通路的研究和调控
细胞外基质与细胞信号通路的研究和调控细胞外基质(extracellular matrix,ECM)是细胞周围的一种复杂的非细胞物质,由蛋白质(如胶原蛋白、纤维蛋白原等)、多糖、分泌蛋白以及小分子化合物等组成。
ECM是细胞与上皮组织、结缔组织、肌肉组织等相互作用的重要桥梁,不光提供细胞定位、支撑、保护等功能,而且参与多种细胞信号通路的调控。
ECM通过与细胞表面的受体结合,调节细胞内的信号通路,影响细胞增殖、分化、粘附、迁移、凋亡等多种生命活动。
目前,已知ECM与细胞间相互作用的受体有许多种类,如整合素(integrins)、系膜素(syndecans)、神经节苷脂(neuroglycan)等。
其中,整合素是一种跨膜蛋白,广泛分布于各种细胞表面,特别是在肿瘤细胞中表达水平高。
它与ECM中的各种蛋白质结合,经过胞内的信号转导,调节细胞增殖等生物学功能。
研究表明,整合素及其介导的信号通路与癌症的发生、发展密切相关。
除了整合素,ECM还与许多其他受体相互作用,如表皮生长因子受体(EGFR)等。
EGFR是一种膜结合的受体,经过配体结合后,胞内部分将被激活,从而引发一系列信号通路,如线粒体途径、PI3K/Akt途径等,影响细胞的增殖、生存、转移等方面。
这些受体与ECM的相互作用,调节了细胞的某些行为,形成了一些“受体——ECM——信号转导途径”的轴向调控。
进一步理解这些轴向调控对于生物学原理揭示和药物研发具有重要意义。
ECM不仅具有生物学功能,还与许多疾病密切相关。
肿瘤、炎症、心血管疾病等都涉及到了ECM及其上游下游信号通路的调控异常。
例如,肿瘤细胞常常通过改变胞内信号途径的方式使整合素表达上调、功能亢进,增加肿瘤细胞与ECM结合,调节肿瘤细胞的增殖、凋亡和侵袭能力。
研究发现,环氧合酶(COX)及其代表性产物PGE2在这个过程中发挥了重要的作用。
PGE2可以通过激活整合素及其相关信号通路改变肿瘤细胞与ECM的相互作用,进而促进癌细胞的转移和侵袭。
细胞外基质的力学特性及其功能
细胞外基质的力学特性及其功能细胞外基质是一个复杂的物质体系,它由许多不同种类的分子组成。
这些分子包括蛋白质、糖类、脂质等,这些分子组成了一个大的网络结构,称为细胞外基质。
细胞外基质在不同的生理和病理过程中扮演着重要的角色,因此,了解细胞外基质的力学特性及其功能具有重要意义。
细胞外基质的力学特性细胞外基质的力学特性是指细胞外基质对应力的反应。
细胞外基质的力学特性与其组成分子和结构有关。
主要包括下列几个方面:1.弹性模量:指细胞外基质在受压或变形时的回弹能力,即弹性恢复能力。
2.黏度:指细胞外基质的流动阻力。
3.硬度:指细胞外基质的硬度或柔软程度。
4.断裂强度:指在拉伸或剪切应力下,细胞外基质断裂的程度。
细胞外基质的力学特性对生物体内其他的物理和化学过程有很大的影响,如细胞的黏着性、扩散性、形态变化和功能变化等。
细胞外基质的功能细胞外基质的功能在不同的生理和病理过程中有所不同。
这里,我们介绍细胞外基质在生长与发育、细胞黏着、细胞迁移、细胞凋亡和肿瘤转移等方面的功能。
1.生长与发育:细胞外基质对于细胞的生长发育有着重要的作用。
它能够提供物理的支持和平衡细胞内外环境的变化。
2.细胞黏着:细胞外基质对于细胞与细胞之间的黏着有着重要作用。
细胞外基质能够提供细胞黏着和分离的信号分子,通过这些信号分子来实现细胞间的粘附和信号传递。
3.细胞迁移:细胞外基质参与了细胞迁移的过程。
它能够影响细胞的弹性、粘度和硬度,并且通过改变这些力学特性来影响细胞迁移的方向和速度。
4.细胞凋亡:细胞外基质还能够通过影响细胞内生化信号传导来调节细胞凋亡的过程。
5.肿瘤转移:细胞外基质在肿瘤转移中发挥着重要作用。
它能够影响肿瘤细胞的黏着和迁移,从而影响肿瘤的发展和转移。
细胞外基质与生物体健康的关系细胞外基质在生物体健康中发挥着重要的作用。
它与许多疾病的发展和进展有着密切的关系,如心血管疾病、癌症、糖尿病等。
1.心血管疾病:细胞外基质在心血管系统中发挥着重要的作用,包括影响心肌细胞的黏着性、血管内皮细胞和平滑肌细胞的增殖和迁移等。
细胞外基质的构建与功能的研究
细胞外基质的构建与功能的研究细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)是一种非细胞组成的结构性支架,由各类分子组成,包括蛋白质、糖类和脂质等物质。
它不仅是组织和器官的主要构成成分,同时还能影响和调节细胞生长、分化和迁移等重要生物学过程。
因此,研究细胞外基质的结构和功能对于深入了解细胞功能和疾病发生发展具有重要意义。
一、细胞外基质的结构构建细胞外基质的主要成分是各种类型的胶原蛋白、糖类蛋白和一些非胶原蛋白等。
其中,胶原蛋白是最主要的组成成分,占据了细胞外基质的60-70%。
除此之外,还有一些大小不一的分子,如基质粘附分子、透明质酸、纤维连接素和弹性蛋白等。
细胞外基质的结构和功能受到很多因素的调节,如细胞膜表面的特异性受体、酶类的分泌和细胞外环境的物理和化学性质等。
这些因素对细胞外基质成分的筛选、识别和修饰发挥重要作用。
二、细胞外基质的功能调节细胞外基质不仅支持和维持细胞结构,同时对细胞间相互作用、生长和分化、细胞迁移和炎症反应等生物学过程也产生了调节作用。
1. 细胞迁移细胞迁移是生物体内细胞移动的重要过程,包括白细胞趋化、胚胎发育和伤口愈合等。
细胞外基质分子可结合和调节许多趋化分子,如趋化因子和胞外支架分子等,以形成迁移激素梯度,从而影响细胞定向迁移和定位。
2. 细胞增殖细胞外基质组成的支架具有一定的弹性和张力,能够调节细胞的增殖和周期,其中不同类型的胶原蛋白可对细胞增殖和细胞周期的控制发挥重要调节作用。
3. 细胞分化细胞在不同的环境下能够产生不同的细胞类型,细胞外基质的数量和质量可以改变细胞的分化方向。
此外,还有研究表明一些细胞外基质分子信号蛋白能直接影响细胞的分化过程。
4. 炎症反应炎症反应是许多疾病的基础,细胞外基质的分子结构和质量可以影响炎症反应的过程和程度。
在炎症反应时,胶原蛋白分解产物可以吸引免疫细胞趋向炎症部位,进而调节炎症反应的过程。
三、细胞外基质在疾病中的作用细胞外基质在多种疾病的发生发展中有着不可忽视的作用,如肿瘤转移、心血管疾病和生殖系统疾病等。
基质金属蛋白酶—9与心血管病的关系
基质金属蛋白酶—9与心血管病的关系基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPS)是由多种锌离子依赖性酶组成的、能够降解细胞外基质蛋白的重要酶类,几乎能够降解细胞基质的所有成分(胶原、明胶、粘性蛋白、纤维粘连蛋白、蛋白多糖等)。
基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)又称明胶酶B,MMP-9不仅参与胚胎的正常发育、形态发生及月经形成等生理过程,在病理情况下,潜在型MMP-9被激活,在细胞外基质胶原重构的过程中具有重要作用,与多种心血管疾病的发生及发展有关,如心肌梗死后心室重构、充血性心力衰竭进展、心房颤动(房颤)、动脉粥样硬化斑块的形成与破裂、动脉瘤形成等。
标签:基质金属蛋白酶-9;心血管病;心肌重构在一些心血管疾病的发展过程中,除心肌细胞本身结构、代谢及功能异常外,心脏间质组织也发生异常改变。
许多实验结果表明,心肌细胞外基质(extracellular matrix,ECM)尤其是心肌胶原的异常改变,在心血管疾病的发病机制中起重要的作用。
MMPs是细胞外基质降解所必需的、锌离子依赖性的内源性蛋白酶家族,是ECM的主要生理性调节物质。
对于血管系统的基质成分而言,最重要的MMPs 是胶原酶和明胶酶,在基质成分合成与降解的过程中起着重要的作用。
现就MMP-9在心血管疾病中的影响做一综述。
1 MMP-9概述1.1 MMPs家族MMPs是自然进化中高度保守的一类酶,人们于1962年在蝌蚪尾组织中发现了第一个MMPs胶原酶,之后陆续在动植物中找到许多MMPs成员,目前已经发现MMPs近30种,在人体中已识别和定性至少23种1。
几乎全体MMPs 都有3个共同的结构域:前肽、催化结构域和血色素结合蛋白样C末端结构域。
根据其底物敏感性不同分4类:①间质胶原酶(MMP-1、8、13、18):主要降解胶原纤维(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原);②明胶酶(MMP-2、9):主要降解变性胶原及基底膜的主要成分Ⅳ型胶原;③基质降解酶(MMP-3、7、10、11),可降解多数ECM成分:包括蛋白多糖、层粘连蛋白、纤维粘连蛋白;④膜型金属蛋白酶(MT-MMP,MMP-14、15、16、17):能直接降解几种ECM成分和激活其他MMP;⑤未分类(MMP-19、20、23、28等)。
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。
细胞纤维化机制及其在疾病治疗中的运用
细胞纤维化机制及其在疾病治疗中的运用细胞纤维化是一种常见的病理过程,它通常表现为细胞外基质成分增加,细胞形态改变,细胞存活能力降低以及组织器官的失功能等现象。
纤维化现象通常与许多疾病的发生和发展有关,如肝硬化、肺纤维化、心肌纤维化等。
因此,探讨细胞纤维化机制及其在疾病治疗中的运用具有重要的理论和实际意义。
一、细胞纤维化机制(一)细胞外基质成分改变细胞外基质主要由胶原和纤维蛋白原等成分组成,与其他成分共同构成了细胞外基质网络,维持了组织结构和功能。
在纤维化过程中,细胞外基质成分发生变化,胶原、纤维蛋白原数量显著增加,且纤维网络增加,导致细胞外基质的紊乱和组织功能的紊乱。
(二)细胞功能改变在纤维化的过程中,细胞通常会变得萎缩,甚至死亡。
同时,细胞功能也会发生改变,如细胞分化能力和合成能力的降低,促进细胞增殖的因子存在不平衡等。
(三)细胞因子调节细胞因子在细胞纤维化过程中起着重要的作用,如肝纤维化中的转化生长因子(TGF)等。
这些因子能够促进细胞增殖、细胞外基质合成以及炎性反应等过程,因此在细胞纤维化过程中扮演着重要的调节作用。
二、细胞纤维化在疾病中的作用(一)肝硬化肝硬化是肝脏结构和功能改变的一种疾病,通常由不同类型的肝炎病毒、酒精等因素引起。
在肝硬化过程中,肝脏的细胞会发生纤维化现象,继而导致肝脏功能的衰竭。
因此,在肝硬化的治疗过程中应当针对细胞纤维化机制,通过减少胶原和纤维蛋白原的生成,减轻细胞外基质过度堆积的现象。
(二)肺纤维化肺纤维化是一种常见的肺部疾病,通常被认为是过度的细胞纤维化过程。
肺纤维化的特点是细胞外基质的过度积累和肺组织的结构改变。
因此,减轻细胞外基质的过度积累、减少细胞因子的影响和提高细胞自身的代谢能力都是肺纤维化治疗中的重要手段。
(三)心肌纤维化心肌纤维化常常是心血管疾病的发展过程中的一种并发症,通常被认为是心脏受到不充分的氧气、营养的损伤后所发生的问题。
心肌纤维化会导致心肌细胞的死亡和功能的衰竭,进而导致心血管疾病的发生。
细胞外基质在生物医学中的作用
细胞外基质在生物医学中的作用在生物医学的广袤领域中,细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)扮演着至关重要的角色。
它宛如细胞的“生活环境”,为细胞提供了支撑、营养和信号传导的关键途径。
细胞外基质并非简单的填充物,而是一个精心构建的复杂网络。
其主要成分包括胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖等。
这些成分协同工作,赋予了细胞外基质独特的物理和化学特性。
首先,细胞外基质为细胞提供了结构支撑。
以胶原蛋白为例,它形成了坚韧的纤维,构建了组织的框架,使细胞能够有序地排列和定位。
就像建筑物的钢筋架构,为细胞提供了稳定的“居住场所”。
这种支撑作用在皮肤、骨骼和肌腱等组织中尤为明显。
在皮肤中,胶原蛋白维持着皮肤的弹性和紧致度;在骨骼中,它与矿物质结合,形成坚固的结构,支撑着身体的重量;在肌腱中,胶原蛋白的排列方式使得肌腱能够承受巨大的拉力。
其次,细胞外基质参与了细胞的营养供应和代谢废物的清除。
细胞外基质中的蛋白聚糖和糖胺聚糖能够结合水分和小分子营养物质,形成一个类似于“营养库”的环境。
细胞可以从中摄取所需的营养成分,同时将代谢废物排放到细胞外基质中,再通过血液循环或淋巴系统带走。
这种营养和代谢的调节对于细胞的正常生理功能至关重要。
例如,在软骨组织中,细胞外基质中的水分和营养物质能够为软骨细胞提供生存所需的条件,维持软骨的正常功能。
再者,细胞外基质在细胞间的信号传导中发挥着关键作用。
它可以通过与细胞表面的受体相互作用,传递各种生物信号,从而调节细胞的行为和功能。
例如,某些生长因子可以与细胞外基质结合,然后在特定的条件下被释放,激活细胞内的信号通路,促进细胞的增殖、分化或迁移。
这种信号传导对于胚胎发育、组织修复和免疫反应等过程都具有重要意义。
在胚胎发育过程中,细胞外基质的信号引导着细胞的分化和组织的形成;在组织修复时,细胞外基质的变化能够促使细胞迁移到损伤部位,进行修复和再生。
细胞外基质还与疾病的发生和发展密切相关。
腱糖蛋白-C与心血管疾病
腱糖蛋白-C与心血管疾病常文静;蔡辉【摘要】细胞外基质( Extracellular Matrix,ECM)是心脏和血管壁的主要成分,腱糖蛋白( Tenascin,TN)是ECM中一种具有六臂体结构的寡聚糖蛋白家族,TN-C是TN中发现最早,也是最重要的成员,具有多种生物学活性,如调节细胞增殖、迁移、分化、凋亡,以及在胚胎组织发育、血管生成、伤口愈合、炎症等方面起重要调节作用.近年来,TN-C在心血管疾病发生、发展中的重要作用日益受到重视.本文主要就TN-C与心血管疾病的研究进展做一综述.【期刊名称】《微循环学杂志》【年(卷),期】2012(022)001【总页数】3页(P71-73)【作者】常文静;蔡辉【作者单位】南京军区南京总医院中西医结合科, 南京210002;南京军区南京总医院中西医结合科, 南京210002【正文语种】中文【中图分类】R541细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)是心脏和血管壁的主要成分,腱糖蛋白(Tenascin,TN)是ECM中一种具有六臂体结构的寡聚糖蛋白家族,TN-C 是TN中发现最早,也是最重要的成员,具有多种生物学活性,如调节细胞增殖、迁移、分化、凋亡,以及在胚胎组织发育、血管生成、伤口愈合、炎症等方面起重要调节作用。
近年来,TN-C在心血管疾病发生、发展中的重要作用日益受到重视。
本文主要就TN-C与心血管疾病的研究进展做一综述。
1 TN-C概述TN有TN-C、TN-R、TN-X、TN-W 四个亚型,其中 TNC是TN中发现最早,最重要的一个成员,由六个长度为190~240kDa的单体呈放射状对称组合而成,C代表肌腱抗原(Cytotacin)。
TN-C基因位于9号染色体q32-34,编码2203个氨基酸。
TN-C主要由集合区域(Assembly Domain,AD)、表皮生长因子样重复子(Epidermal Growth Factor-Like Repeats,EGF-L)、纤维结合素Ⅲ型重复子(Fibronectin TypeⅢDomain Repeats,FNⅢ)和球状纤维蛋白原(Fibrinogen-Like Globular,FBG)的氨基末端组成[1]。
外泌体及其在心血管疾病发生发展中的作用研究进展
外泌体及其在心血管疾病发生发展中的作用研究进展
外泌体是一种小型细胞外囊泡,含有丰富的蛋白质、核酸、脂质等细胞成分。
近年来,外泌体在心血管疾病发生和发展中的作用逐渐受到关注,并且研究进展迅速。
外泌体在心血管疾病中的作用主要体现在以下几个方面。
外泌体参与了心血管疾病的炎症反应。
炎症反应是心血管疾病的重要病理基础,而外
泌体可以作为信息传递的介质,在炎症反应中扮演着重要角色。
研究发现,外泌体中含有
丰富的炎症介质,如肿瘤坏死因子α、白介素1β等,可以通过交流与细胞间传递炎症信息,从而引发炎症反应。
外泌体对心血管疾病的血小板功能和血管生成有调节作用。
血小板是心血管疾病的主
要促病因,而外泌体可以通过外泌体与血小板的相互作用,调节血小板的聚集、激活和凝
血功能,从而影响心血管疾病的发生发展。
研究还发现,外泌体中的一些生长因子和细胞
外基质可以促进血管内皮细胞的增殖和迁移,从而促进新血管的生成。
外泌体还与心肌损伤修复和心肌再生有关。
心肌损伤后,外泌体中的一些分子可以对
受损心肌进行修复和再生。
研究发现,外泌体中的一些细胞生长因子和核酸可以促进心肌
细胞的增殖和再生,并提高心肌细胞的存活率,从而促进心肌损伤的修复。
外泌体在心血管疾病发生发展中起着重要作用,并且研究进展迅速。
未来的研究还需
深入探究外泌体与心血管疾病之间的关系,为心血管疾病的防治提供新的手段和思路。
基质相互作用分子1参与心血管疾病的研究进展
基质相互作用分子1参与心血管疾病的研究进展摘要】基质相互作用分子(stromal interaction molecule, STIM)1作为内质网内钙离子浓度的敏感感受器维持着细胞内的钙稳态,参与了多种心血管疾病的发生发展,对心血管疾病的预防有重大意义。
【关键词】基质相互作用分子1 SOCE Orai目前,心血管疾病如高血压、冠心病等的发病率呈上升趋势,其具体发病机制尚不明确,参与其发生发展的病理生理基础仍不完全清楚。
近年来,不少学者发现基质相互作用分子(stromal interaction molecule, STIM)1作为内质网内钙离子浓度的敏感感受器,当内质网内钙库消耗后, 通过与Orai偶联实现钙库操作性钙离子通道(store-operated calcium entry, SOCE)的功能开放,形成内向的Ca2+流以补充消耗的Ca2+。
新近研究发现STIM1蛋白除了参与调节SOCE通路的开放与关闭,也参与心血管疾病的发生发展。
本文将就有关STIM1在心血管疾病中的研究进展作一综述。
一、STIM1和SOCE的分子调控钙库操作性钙离子通道(store-operated calcium entry, SOCE)核心蛋白由位于内质网上的能感受Ca2+浓度变化的基质相互作用分子(stromal interaction molecule, STIM)和位于细胞膜上的Orai蛋白构成[1] ,当内质网内钙库中Ca2+消耗之后, STIM蛋白通过其特殊的结构能够感受内质网内钙库中Ca2+浓度的变化, 发生快速的转位和聚合化等激活反应, 与质膜上的Orai蛋白偶联, 实现SOCE通路的功能开放, 引起Ca2+内流。
当钙库中Ca2+得到补充之后, STIM蛋白与Orai蛋白缓慢解离即失活, 通路关闭。
二、STIM1调控的SOCE在心脏中的生理作用STIM1/SOCE通路除了参与心肌细胞肥大的发生发展过程及心肌细胞的收缩外,最近研究还发现,SOCE在心肌细胞的电稳定性的调解中起到重要的作用[[[] Wang P, Umeda PK, Sharifov OF, et al. Evidence that 2-aminoethoxy-diphenyl borate provokes fibrillation in perfused rat hearts via voltage-independent calcium channels. Eur J Pharmacol,2012, 681: 60 –67.]]。
细胞外基质在细胞信号传导中的作用
细胞外基质在细胞信号传导中的作用细胞外基质是存在于细胞外的一种生物分子复合体系,主要由大分子的蛋白质和多糖组成。
它不仅是细胞外形态学结构的构成要素,还对细胞参与各种生理活动起到至关重要的作用。
在这些活动中,细胞外基质对于细胞信号传导的调节尤为重要。
本文就细胞外基质在细胞信号传导中的作用进行详细阐述。
细胞外基质介导的信号通路细胞外基质通过参与特定的受体蛋白的信号通路,改变细胞的生理功能。
比如,胶原蛋白在皮肤和骨骼中起着框架支持的作用,同时也可以通过参与细胞内的信号通路增加细胞的黏附性和收缩性。
此外,胶原蛋白还可以通过细胞外基质蛋白酶的作用发挥细胞因子的作用,影响细胞周围的细胞和非细胞因素。
在这种情况下,细胞外基质在信号转导和信号接收中起着不可替代的作用。
细胞外基质的生长调控细胞外基质能够通过特定的受体调节细胞的生长和增殖。
比如,在肌肉细胞中,细胞外基质的合成与降解是肌细胞增长和修复过程中不可或缺的步骤。
根据最新研究,细胞外基质可以通过调节肌细胞内的受体激活蛋白激酶等信号通路进一步调节肌细胞增长和修复。
细胞外基质与疾病关系通过调节和影响细胞信号传导,细胞外基质与多种疾病之间有眷属关系。
举例来说,肾脏纤维化是一种血管紧张素 II 引起的综合症,其中,细胞外基质和胶原蛋白的异常合成是该病的早期特征之一。
另一个例子是颅内动脉瘤,瘤体周围的成纤维细胞表现出异常的 basal 面细胞外基质合成活动。
这些结果表明,细胞外基质调节对于对抗心血管疾病和其他疾病有重要的临床价值。
细胞外基质的生物医学应用随着对细胞外基质作用的研究不断深入,越来越多的研究者开始尝试将细胞外基质引入生物医学中。
比如,人们将细胞外基质与干细胞进行结合,从而制造出拥有更强生物标记性能的干细胞以用于治疗疾病。
此外,在人工心脏移植中,研究人员还通过改变和调节心脏细胞周围的胶原蛋白单元来避免移植心脏和其他器官的排异反应。
这些创新和应用使我们从新的角度思考了在生物医学和临床上用细胞外基质来进行生物材料修复和再生的可能性。
细胞外基质的生物化学成分及作用机制
细胞外基质的生物化学成分及作用机制细胞外基质(extracellular matrix, ECM)是指细胞周围的一层纤维状物质,由胶原蛋白、弹性纤维、蛋白聚糖等多种成分组成。
随着生物化学研究的深入,人们对细胞外基质的认识也越来越深入,逐渐揭开其成分和作用机制的神秘面纱。
一、细胞外基质的组成及特点细胞外基质的成分主要包括蛋白质、多糖类、脂类、矿物质等多种物质。
其中,主要的成分是蛋白质,占细胞外基质重量的90%以上。
主要的蛋白质成分是胶原蛋白,其在细胞外基质中占65%以上。
此外,还有弹性纤维蛋白、醛基化蛋白等成分。
另外,细胞外基质中还包括多种多糖类物质,如透明质酸、硫酸软骨素等。
这些多糖类物质具有较高的生物粘附作用,具有吸附细胞的能力,使得细胞定居在基质上。
细胞外基质中还存在许多脂质成分,如磷脂、甘油醛脂等。
这些脂质成分主要存在于细胞膜和细胞外基质之间,发挥着维护细胞结构和细胞信号传导的作用。
此外,细胞外基质中还含有镁、钙等矿物质成分,这些成分对于骨架和牙齿等组织的结构和功能具有极为重要的作用,因此矿物质同时也被归为细胞外基质的成分之一。
二、细胞外基质的主要功能1. 提供细胞固定的物理支持细胞外基质能够使细胞处于具有适当硬度和弹性的微环境中,从而为细胞提供物理上的支持。
细胞在基质上定居形成细胞外矩阵(cell-matrix adhesion),并通过细胞外蛋白酶降解细胞外基质的成分,实现细胞的迁移和浸润,保证了组织和器官的正常发育和功能。
2. 参与细胞信号传导和调控细胞外基质可以通过调节细胞外蛋白、多糖和脂质的组分和分布,对细胞的信号传导和细胞增殖、分化、凋亡等生物学过程进行调控。
细胞外基质对于人类细胞的生长、分化、发育和细胞外环境的影响是十分重要的。
3. 维持细胞外环境稳定细胞外基质可以调节细胞外环境的渗透压、离子平衡、pH 值和溶质浓度等生理参数,稳定细胞外环境的物理和化学特性。
它给予细胞适宜的外界条件,使得细胞能够保持稳定的内部环境,从而保证细胞正常的生理和代谢过程。
细胞外基质对细胞迁移的影响
细胞外基质对细胞迁移的影响细胞外基质是指细胞周围用胶原蛋白和其他结构蛋白质组成的大分子材料。
细胞周围的细胞外基质不仅提供支持和保护,还能够对细胞信号传递,调节细胞功能等方面产生影响。
细胞迁移也受到细胞外基质的影响,下文将详细阐述。
细胞移动是细胞生物学中的一个重要过程,并在生理和病理过程中扮演着至关重要的角色。
细胞在发育过程中需要从一个地方迁移到另一个地方,而在人体内,细胞移动则与许多疾病有关,如癌症、炎症和心血管疾病等。
在细胞移动的过程中,细胞外基质扮演着重要的角色。
细胞外基质内含一种称为营养基质的物质,可为细胞提供大量的营养和生长因子。
当细胞处于生长状态或出现了疾病时,细胞外基质的形态和组成会发生变化。
这些变化可以影响细胞及其周围环境之间的交互和相互作用,从而影响细胞的生长、分化和移动。
细胞在细胞外基质中的移动受到许多因素的影响,如细胞外基质的刚度、结构、蛋白质和荷电状况等。
细胞需要将一些白细胞或肿瘤细胞从一个部位迁移到另一个部位,以便其执行生理和病理功能。
细胞移动的过程中出现的粘附、解点和摩擦力等都与细胞外基质相关。
细胞表面的配体与相应的细胞外基质中的受体相互作用,在这个过程中可以影响细胞的迁移方向和速度。
另一个影响细胞迁移的因素是细胞外基质中的各种分子。
有证据表明,细胞外基质蛋白质中的一些特定成分可以影响细胞的迁移和浸润。
例如,在肿瘤组织中,一些特定的地面基质成分如受体酪氨酸酶、骨基质蛋白、纤维连接素和透明质酸等均可调控癌细胞的迁移。
更多的研究显示,细胞外基质不仅影响细胞表观遗传学,还在一定程度上影响细胞基因表达,包括癌症相关基因。
这种影响是通过细胞外基质蛋白质与细胞表面受体的相互作用完成的。
受体与不同的基质成分相互作用,可能会引起细胞迁移到不同的方向。
最后,需要指出的是,泥盆纪以来生物在地球上演变中,其生命起源与细胞外基质密切相关。
这使得细胞外基质对细胞和人类健康及疾病发展的大量研究显得更加重要。
研究胶原在心血管生理学中发挥的作用
研究胶原在心血管生理学中发挥的作用胶原是一种蛋白质,是人体中数量最多的一种蛋白质。
它存在于身体的各个方面:接骨、创口愈合、皮肤、软骨等领域。
但它最为重要的一个方面是心血管生理学中。
这篇文章将介绍胶原在心血管生理学中的重要性和作用。
1. 胶原对心血管系统的结构有着决定性的影响在心血管系统中,胶原是细胞外基质的主要成分。
细胞外基质是一种复杂的结构,由蛋白质、多糖和其他分子组成。
这种结构能够维持心血管系统的形态和功能。
胶原对心血管系统的结构有着重要的作用。
一个非常好的例子是动脉。
在动脉中,胶原基质层包围着平滑肌细胞和内皮细胞。
这层胶原基质层使得动脉的壁能够承受血液的压力,同时也使得血管能够保持形态。
这就是因为胶原本身的强度和它能够与其他分子形成紧密的连接。
更进一步地,胶原的种类和数量对心血管系统的功能影响巨大。
许多不同种类的胶原可以根据它们支持的分子组成来进行分类。
不同种类的胶原含量和组成在心血管系统中有着不同的作用。
比如,心脏内壁的胶原主要是Ⅰ型和Ⅲ型胶原,它们能够提供强大的张力和稳定的支撑来支持心脏的收缩和舒张。
另一方面,动脉中的胶原主要是Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型,它们能够让血管更适应血流的变化。
2. 胶原在疾病中的作用由于胶原在心血管系统的重要性,许多疾病都与它有关。
一些疾病会破坏胶原基质层,导致心血管系统的形态和功能发生变化,进而造成心血管疾病。
另一些疾病则会使得胶原的产生减少,从而影响心血管系统的稳定和弹性。
一个极端的例子是Marfan综合症。
在这种遗传性疾病中,机体无法正常产生一种胶原的构建蛋白质。
这使得血管、平滑肌和其他结构失去强度和稳定性,最终导致心血管系统的破坏和功能丧失。
还有一个例子是动脉硬化。
在这种情况下,胶原基质缺乏弹性,不能适应血流变化。
这会增加动脉的脆弱性,破坏血管的表面以及引发石灰化。
动脉硬化是心血管疾病的一种严重形式。
3. 胶原的利用和革新许多研究都正在尝试利用胶原的性质在心血管系统中对胶原进行革新和利用。
韧粘素-C在心血管疾病中的作用
必须 , 血浆韧 粘素~ c是 主要 不 良心 血 管 事件 的 独 立预 测 因子 。该 文综 述 近 年 韧 粘 素一 C 在心血 管疾病 中的作 用研 究 。
【 键词】 韧粘 素一 细胞 外基 质 ; 血管疾病 关 C; 心
DOI 1 . 9 9 iis . 6 36 8 . 0 0 0 . 1 :0 3 6 /.s n 1 7 — 5 3 2 1 . 2 0 4
人体 细胞为 细胞 外基 质 所 包 绕 , 者 在 维 持细 后 胞及器 官 结 构 中起 重 要 作 用 。在 所 有 的细 胞 外 基 质中, 韧粘 素 (ea c s,T ) 个 体 特 性 鲜 明 的 tn si n Ns 是 完整 的蛋 白家 族_ 。寡 聚糖 蛋 白, 1 ] 具有 广 泛 的组 织
(n itn i 1 An 一 、 固酮 增 加及 心肌 梗死 a goe s I, g Ⅱ) 醛 n
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细胞外基质与心脏重构之间的关系
细胞外基质与心脏重构之间的关系心脏是人体的重要器官之一,它承担着将氧气和营养物质输送到全身组织和器官的任务。
但是,由于种种原因,包括年龄、高血压、心脏病等因素,心脏的细胞可能会受到损伤,这样就会对心脏的结构和功能产生影响。
为了修复这种损伤,心脏细胞会在细胞外基质(ECM)的帮助下重构心脏组织。
ECM是一种由多种不同分子组成的复杂的结构。
它包括蛋白质、糖类、纤维蛋白等多种分子。
ECM不仅是组织工程和细胞学研究的焦点,它还通过影响细胞功能和生长,对细胞健康和疾病的发展和进展起着重要作用。
在心脏重构方面,ECM不仅影响着心脏细胞的增殖、分化和运动,还参与了心脏细胞与血管间的联系和信息传递。
因此,ECM与心脏重构之间的关系十分紧密。
首先,ECM影响心脏细胞的形态和功能。
ECM支撑着心脏细胞,促进心脏细胞与其他细胞之间的联系。
ECM中的纤维蛋白和弹性蛋白也赋予了心脏本身一定的弹性和可塑性,这使得心脏能够在心脏负荷过度或身体运动时维持正常的心脏形态和功能。
通过影响细胞与ECM之间的信号通路,ECM还能够调节细胞的命运和功能,包括增殖、分化和存活。
其次,ECM参与了心脏细胞的增殖和分化。
当心脏受到损伤时,ECM会促进心脏细胞的增殖和分化,以恢复心脏功能。
ECM中的各种信号分子,如基质金属蛋白酶(MMPs)、细胞外信号调节蛋白激酶(ERKs)等,与心脏细胞中的信号通路相互作用,促进心脏细胞的增殖和分化。
此外,ECM中的一些关键因子,如生长因子、细胞外蛋白等,也会直接促进心脏细胞的增殖和分化。
最后,ECM参与了心脏和血管的联系和信息传递。
ECM中明胶、蛋白原和其他分子与心脏细胞相互作用,将心脏细胞与心脏组织和血管间联系起来。
ECM还能够调节细胞与ECM之间的信号通路,从而影响心脏和血管的发育和功能。
ECM 对心脏细胞中的信号通路产生了精细的调节,从而影响心脏细胞对各种刺激的反应和反应的方式。
总之,ECM与心脏重构之间的关系非常紧密。
细胞外基质钙离子
细胞外基质钙离子细胞外基质钙离子是指存在于细胞外基质中的钙离子。
细胞外基质是细胞外的一种复杂三维结构,由多种分子组成,包括蛋白质、糖类和水。
细胞外基质钙离子在细胞外基质中发挥着重要的生理和病理作用。
细胞外基质钙离子在细胞外基质中的浓度通常较低,但它对细胞外基质的功能具有重要影响。
首先,细胞外基质钙离子参与了细胞外基质的结构和稳定性。
钙离子能与细胞外基质中的一些蛋白质结合,形成稳定的复合物,从而维持细胞外基质的完整性。
此外,钙离子还能通过与骨基质蛋白质结合,促进骨形成和骨再吸收的平衡。
细胞外基质钙离子还参与了细胞外基质的信号传导。
细胞外基质钙离子的浓度变化可以调节细胞外基质中的一系列信号通路,影响细胞外基质内细胞的活动。
例如,钙离子可以通过与细胞外基质中的一些蛋白质结合,激活或抑制它们的活性,从而调节细胞外基质内的信号传导。
此外,细胞外基质钙离子还可以通过调节细胞外基质中的酶活性,影响细胞外基质的代谢和重塑。
细胞外基质钙离子还与许多生理和病理过程密切相关。
例如,在骨骼生长和再生过程中,细胞外基质钙离子参与了骨细胞的分化和功能调控。
在凝血过程中,细胞外基质钙离子是血液凝块形成的关键因子。
此外,细胞外基质钙离子还与心血管疾病、神经退行性疾病和肿瘤发生等疾病的发展密切相关。
细胞外基质钙离子的稳态调控是维持细胞外基质功能的关键。
细胞外基质钙离子的浓度受到多种因素的调控,包括细胞外基质中钙离子的进出平衡、钙离子的结合和释放过程以及钙离子的转运和代谢。
其中,细胞外基质中的钙离子浓度主要受到细胞外基质中的钙离子结合蛋白质的调控。
这些钙离子结合蛋白质能够调节细胞外基质中钙离子的浓度,从而影响细胞外基质的功能。
细胞外基质钙离子在细胞外基质中发挥着重要的生理和病理作用。
它参与了细胞外基质的结构和稳定性,调节了细胞外基质的信号传导,并与多种生理和病理过程密切相关。
细胞外基质钙离子的稳态调控是维持细胞外基质功能的关键,其异常会导致多种疾病的发生。
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细胞外基质与心血管病
细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)是由成纤维细胞、间质细胞、上皮细胞等体内各种组织和细胞合成和分泌的一类大分子物质。
主要分为胶元、非胶元糖蛋白、蛋白聚糖和弹性蛋白等四大类,主要分布和聚集在细胞表面和细胞间质,多成复杂网络结构,故称细胞外基质(间质)。
它们是细胞和组织赖以生存、活动和调节的外环境:一方面为细胞和组织提供支持、联结、固定、保水、缓冲等物理性的保护作用,另一方面又是细胞与外环境进行物质交换、信息传递和汇集的中介。
它可通过各种信号传递系统,调节细胞生长、增殖、迁移、分化、粘附、代谢、损伤修复、组织重构等各种生理功能。
被称为是人体细胞和组织内稳态的主要调节者(The Central Regulator of Cell and Tissue Homeostasis)。
细胞外基质的成分十分复杂,除了各型胶元以外,还有各种粘连蛋白(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基质成分亦不同;组织不同所含的细胞外基质的成分和比例亦不同;即使同一种细胞,同一种组织,在不同的生理、病理和反应条件下,细胞外基质的成分、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;同一类型的细胞外基质,它还可分解成不同的降解片段,也有不同的生理功能。
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、构像还有更多发现,其功能亦在不断的扩展,构成了一个十分复杂的细胞外基质的网络家族和体系。
细胞外基质虽然来源、成分、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、相互联结、彼此协同,在细胞间质、组织间隙和器官内,形成各种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,可以形成内膜表面的粘附保护层、内膜下层、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。
每一个结构区域都具有其复杂的成分、结构和各自的功能,形成多重通道、支架、隔栅、巢穴或屏障,保护和调节着血管的完整的功能。
细胞外基质来源于器官和组织内的不同细胞。
细胞不同,产生和分泌的基质亦不同,如在心脏,肌肉细胞可以产生胶元IV、
VI、层连蛋白和蛋白聚糖等;内皮细胞可以产生胶元I、III、IV、LN和FN;成纤维细胞可以产生胶元I、III、FN、Periostin等。
组织和器官内的其它细胞,如炎症免疫细胞亦可产生和分泌多种细胞外基质、细胞和生长因子及其相关的蛋白酶等。
但是,在这些细胞当中,成纤维细胞仍然是细胞外基质最主要的来源,尤其是在损伤修复和组织重塑的反应中。
细胞外基质是相对稳定的,无论是可溶性或不溶解的大分子物质,在正常生理条件下都有着相对固定的分布和存在形式。
但是,其代谢却十分活跃。
它们不断生成,又不断降解,时时刻刻都在“吐故纳新”和“新陈代谢”。
其中基质金属蛋白酶(MMPs)和金属蛋白酶抑制物(TIMPs)起着十分重要的作用,现已了解体内约有30多种MMP和20多种TIMP。
MMPs可以降解多种胶元和细胞外基质分子;而TIMPs可以与各种MMP结合,抑制MMP的作用,以维持细胞外基质的动态平衡。
这样在细胞外和组织间隙形成了一个以细胞外基质为中心的ECM-MMP和TIMP的复杂的、动态的、可调的合成、代谢和功能的支架和网络。
这个网络体系还可以与多种细胞因子、生长因子和心血管活性物质相结合,聚集和整合多种细胞信息传递的途径,它不仅可以调节细胞和器官的功能活动,也可以调节各种细胞外基质的生成和分泌,调节MMP和TIMP的表达和作用。
共同组成了一个复杂的ECM网络调节体系和细胞、组织和器官活动和赖以生存的“微环境”,以保证细胞、组织和器官的正常功能的实施,应对各种生理和病理刺激的反应。
它们是细胞和组织生活和居住的“小区”和“物业管理者”,是细胞内外环境的中介、桥梁和调控场所。
细胞外基质作为细胞和组织内稳态的调节者,它不仅可作为干细胞、前体细胞、体细胞的niches参与各种组织、胚胎、器官的形成、发育、修复和再生,而且它又可作为多种细胞因子、生长因子和生物活性调节因子的整合和信息传递者,在细胞分裂、生长、存活、极性、形态、增殖、分化、迁移、自噬、运动和可塑性中发挥重要作用,从而参与肿瘤、炎症、免疫、神经、老化、遗传、呼吸、泌尿、消化等各种疾病的发生和发展过程,尤其在肿瘤的浸润、转移中发挥重要作用。
在心血管系统,它与心血管的发育、血管形成、血管再塑、细胞粘附和血栓形成、内膜下迁移和平滑肌细胞的增殖、肌细胞的收缩舒张、缺氧/再灌损伤、炎症免疫、脂质沉着与斑块形成、血管硬化与心肌纤维化等心血管生理和病理过程都有着密切的联系,从而在高血压、动脉粥样硬化、再狭窄、心肌肥厚、心律失常、心肌梗塞、心功能不全、瓣膜病、先心病、糖尿病等各种心血管病的发病中具有重要意义。
在心血管病时,依心血管病发病的过程,细胞外基质呈现时程性的变化:在发病初期,多表现为ECM网络调节的异常,如生长因子、活性物质、MMP/TIMP的表达变化;进而产
生细胞外基质蛋白表达改变、合成和降解平衡失调,ECM组分比例的变化;继而产生ECM 组成、构型、构像的变化,从而影响ECM的支撑、巢穴、屏障、信息汇聚和传递功能,再引起细胞表型和组织结构的变化,最后产生病理形态和组织器官的损伤,而引起各种严重心血管疾病及其并发症。
这种时空性的改变是相互交叉、相互诱导、互为因果、前后互通和循环往复的。
不同心血管疾病,即使同一种心血管疾病,不同原因,不同危险因子、不同类型、不同病程,细胞外基质的改变亦是不同的。
但是,都有细胞外基质网络调节的变化,都有细胞外基质性质、数量、组成、结构和功能的变化。
它们是心血管病发生和发展的一个最重要的病生理基础,亦是诊断和防治心血管病的重要的生物标记物和靶分子,亦是研发心血管新药物的重要靶点和目标。
近20年来,细胞外基质的研究取得了飞速发展和惊人的成就(Science 326:1216,2009; Pharmacol Rev 61:198–223, 2009),但是,鉴于细胞外基质众多的成员,多重的生理功能,复杂的网络调节体系和广泛而重要的病生理意义,细胞外基质的研究还是一个“青少年”。
还需要不断深入,不断丰富。
无论是分子与结构,合成与代谢,聚合与离散,可溶性与不可溶性,分泌和机制,降解与再利用,信息的整合与传递,组成与相互作用,功能和调节,病生理和临床意义,检测技术和生物工程,防治方法和新药开发都需要进一步研究。
新的成员、新的结构、新的功能将不断涌现,细胞外基质的网络调节体系将不断完善,不断发展。