什么是细胞外基质(ECM):多细胞生物,不光由细胞组成,还包括分布于细胞外空间的细胞外基质(ECM)。细胞外基质(ECM)由三维网构成,除了蛋白聚糖和葡糖胺聚糖,胶原蛋白,弹力蛋白和基础纤维之外,在这个空间里还有血管,淋巴管和神经末梢,防御细胞和基底膜。ECM位于上皮或者内皮细胞下层、结缔组织细胞周围,为组织、部位甚至整个机体的完整性提供力学支持和物理强度的物质。细胞外基质(ECM)的职责:细胞外基质并非像过去认为的起惰性支持物的作用,或将细胞连接在一起,形成组织、部位,而是含有大量信号分子,积极参与控制细胞的生长,极性,形状、迁移和代谢活动。不光负责输送营养物质,排除代谢终产物,同时也承担控制、植物性调节、免疫防御功能等作用。由于其不同的性质和组成,细胞外基质可以发挥许多功能。徐州太原细胞外基质胶
细胞外基质偶联调控细胞单层的受力反应:上皮细胞在基底上因受弹性、边缘和界面三个效应的共同作用,可以形成形态丰富的粘着单层。细胞通过粘着斑感受其外界环境,可看作是细胞与基质之间的机械连接。之前的力生物学研究主要集中于单个细胞,而来自美国宾州大学的张宿林教授等却探索了多细胞的受力反应,探讨了单层细胞作为整体如何传递和分配牵引力。他们基于分子的热力学模型、单层-底物弹性的整合和力-介导的粘着形成,建立了热力学模型,提出了粘着形成机制,并通过显微观察牵引力作用等实验测量方法来验证该模型的预测结果。南昌正规细胞外基质胶单价细胞外基质弹性可以指导细胞分化,即细胞从一种细胞类型转变为另一种细胞类型的过程。
细胞外基质的作用:(一)细胞外基质的作用:细胞外基质不只具有连接、支持、保水、抗压及保护等物理学作用,而且对细胞的基本生命活动发挥很全的生物学作用。1.影响细胞的存活、生长与死亡正常真核细胞,除成熟血细胞外,大多须粘附于特定的细胞外基质上才能克制凋亡而存活,称为定着依赖性(anchoragedependence)。例如,上皮细胞及内皮细胞一旦脱离了细胞外基质则会发生程序性死亡。此现象称为凋亡(anoikis,aGreekwordmeaning“homelessness”)。不同的细胞外基质对细胞增殖的影响不同。例如,成纤维细胞在纤粘连蛋白基质上增殖加快,在层粘连蛋白基质上增殖减慢;而上皮细胞对纤粘连蛋白及层粘连蛋白的增殖反应则相反。细胞的增殖丧失了定着依赖性,可在半悬浮状态增殖。
蛋白聚糖在细胞外基质中的功能是什么:蛋白聚糖或透明质酸-蛋白聚糖复合物构成了细胞外基质的基质,由于它们是高度酸性的,且带负电荷,因此能够结合大量的阳离子,这些阳离子又可结合大量的水分子,这样,蛋白聚糖形成了多孔的、吸水的胶状物,如同包装材料,填充在细胞外基质中。蛋白聚糖的这种性质,使细胞表面具有较大的可塑性,从而具有抗挤压能力,对细胞起保护作用。由于透明质酸以可溶的形式游离存在,所以在细胞外体液和滑液(synovialfluid)中透明质酸的浓度很高,其结果提高了体液和滑液的粘度和润滑性。单个的蛋白聚糖和透明质酸-蛋白聚糖复合物直接与胶原纤维连接形成动物细胞外的纤维-网络(fiber-network)结构,不同类型的胶原和不同类型的蛋白聚糖连接形成不同的纤维-网络,对于提高细胞外基质的连贯性起关键作用。此外,蛋白聚糖还可作为细胞粘着的暂时性或长久性的位点具有可控粘弹性的生物材料的出现可能会改变生物材料在再生医学中的应用。
细胞外基质:接着研究者为了实现不同功能EVs的随需释放,设计了一种由EVs组装而成的双层AH,将EVs与AH结合形成具有骨诱导的多相控释效应的BECM,并研究了BECM在体外对BMSCs的作用。活/死细胞染色显示活细胞比例无明显差异,说明BECM具有良好的生物相容性(图4A,B)。Transwell和CCK8实验表明,AH+C-EVs和BECM均促进了BMSCs的增殖和迁移。骨诱导7天后ALP染色及ALP活性检测显示,AH、AH+C-EVs、BECM均促进了ALP的表达(图4C-I)。为了在基因水平上评价各组成骨特性,检测了成骨标志物ALP、COL1A1、RUNX2在BMSCs中的表达,结果显示AH、AH+C-EVs和BECM均可促进成骨基因。什么是细胞外基质:多细胞有机体中,细胞周围由多种大分子组成的复杂网络,称作细胞外基质。温州郑州细胞外基质胶
细胞对细胞外基质的粘附由称为整合素的特定细胞表面细胞粘附分子调节。徐州太原细胞外基质胶
根据胶原的结构和功能可将其分为:1.跨膜性胶原(transmembranecollagen)如ⅩⅦ型胶原,它有一个细胞内非胶原区,一个跨膜区和细胞外胶原尾巴。这种胶原主要由皮肤基底角化细胞产生,在肝脏中未发现。2.尚未分类的胶原:包括ⅩⅢ,ⅩⅤ和ⅩⅧ型胶原。ⅩⅢ型胶原主要分布于皮肤附属器、骨、软骨、横纹肌及肠道黏膜,但不见于肝脏。ⅩⅤ型胶原mRNA表达于许多组织和部位的成纤维细胞和上皮细胞。ⅩⅧ型胶原主要分布于肝脏、肺脏和肾脏。值得一提的是,原位杂交研究结果表明在肝脏中ⅩⅧ型胶原主要由肝实质细胞产生,显然与其它胶原主要由间质细胞产生不同。其羧基端具有克制血管增生的作用而称为内皮抑素或内皮它汀(endostatin),初步体外和动物试验发现它对部位有较强的克制作用。徐州太原细胞外基质胶
骨膜来源的细胞外基质水凝胶通过早期免疫调节及增强血管和骨生成促进骨修复:骨愈合包括早期炎症免疫调节、血管生成、成骨分化和生物矿化等过程,干预其中的任一过程都可能阻碍骨修复。在复杂和严重的骨损伤部位,大量的促炎因子的存在会诱发促炎反应。长期的促炎反应会阻碍巨噬细胞从M1到M2的转变导致骨再生延迟。因此,在骨损伤早期通过调控M1向M2的转变来适时终止促炎反应是骨愈合成功的前提。近日,浙江大学医学院范顺武和林贤丰教授课题组制备了一种骨膜来源的细胞外基质(PEM)水凝胶,并评价了它们在骨修复过程中不同时期的调节作用。破坏了肾小球的组织结构,损伤了肾小球的功能,较终导致肾小球硬化的形成。成都细胞外基质胶...