細胞外基質(zhì)的作用:(一)細胞外基質(zhì)的作用:細胞外基質(zhì)不只具有連接、支持、保水、抗壓及保護等物理學作用,而且對細胞的基本生命活動發(fā)揮很全的生物學作用。1.影響細胞的存活、生長與死亡正常真核細胞,除成熟血細胞外,大多須粘附于特定的細胞外基質(zhì)上才能克制凋亡而存活,稱為定著依賴性(anchoragedependence)。例如,上皮細胞及內(nèi)皮細胞一旦脫離了細胞外基質(zhì)則會發(fā)生程序性死亡。此現(xiàn)象稱為凋亡(anoikis,aGreekwordmeaning“homelessness”)。不同的細胞外基質(zhì)對細胞增殖的影響不同。例如,成纖維細胞在纖粘連蛋白基質(zhì)上增殖加快,在層粘連蛋白基質(zhì)上增殖減慢;而上皮細胞對纖粘連蛋白及層粘連蛋白的增殖反應(yīng)則相反。細胞的增殖喪失了定著依賴性,可在半懸浮狀態(tài)增殖。細胞通過mTORC1感知營養(yǎng)素可用性并相應(yīng)地在分解代謝和合成代謝狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換來協(xié)調(diào)全身和細胞代謝。蕪湖天津細胞外基質(zhì)膠
細胞外基質(zhì)的作用:1.決定細胞的形狀:體外實驗證明,各種細胞脫離了細胞外基質(zhì)呈單個游離狀態(tài)時多呈球形。同一種細胞在不同的細胞外基質(zhì)上粘附時可表現(xiàn)出完全不同的形狀。上皮細胞粘附于基膜上才能顯現(xiàn)出其極性。細胞外基質(zhì)決定細胞的形狀這一作用是通過其受體影響細胞骨架的組裝而實現(xiàn)的。不同細胞具有不同的細胞外基質(zhì),介導的細胞骨架組裝的狀況不同,從而表現(xiàn)出不同的形狀。2.控制細胞的分化:細胞通過與特定的細胞外基質(zhì)成分作用而發(fā)生分化。例如,成肌細胞在纖粘連蛋白上增殖并保持未分化的表型;而在層粘連蛋白上則停止增殖,進行分化,融合為肌管。蕪湖天津細胞外基質(zhì)膠更促使了腎臟細胞外基質(zhì)過度積聚。
骨膜來源的細胞外基質(zhì)水凝膠通過早期免疫調(diào)節(jié)及增強血管和骨生成促進骨修復:骨愈合包括早期炎癥免疫調(diào)節(jié)、血管生成、成骨分化和生物礦化等過程,干預(yù)其中的任一過程都可能阻礙骨修復。在復雜和嚴重的骨損傷部位,大量的促炎因子的存在會誘發(fā)促炎反應(yīng)。長期的促炎反應(yīng)會阻礙巨噬細胞從M1到M2的轉(zhuǎn)變導致骨再生延遲。因此,在骨損傷早期通過調(diào)控M1向M2的轉(zhuǎn)變來適時終止促炎反應(yīng)是骨愈合成功的前提。近日,浙江大學醫(yī)學院范順武和林賢豐教授課題組制備了一種骨膜來源的細胞外基質(zhì)(PEM)水凝膠,并評價了它們在骨修復過程中不同時期的調(diào)節(jié)作用
功能:由于其不同的性質(zhì)和組成,細胞外基質(zhì)可以發(fā)揮許多功能,例如提供支持、將組織相互隔離以及調(diào)節(jié)細胞間的通訊。細胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)細胞的動態(tài)行為。此外,它能隔離多種細胞生長因子,并充當它們的局部儲存庫。生理條件的變化會引發(fā)蛋白酶活性,從而導致這類物質(zhì)在局部釋放。這允許快速和局部生長因子介導的細胞功能,而無需從頭合成。這種效應(yīng)已經(jīng)在一項模型和理論研究中進行了探索,其中血管內(nèi)皮生長因子C(VEGFC)、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)和膠原蛋白I被用作研究例子。細胞外基質(zhì)可以控制細胞遷移的速度與方向,并為細胞遷移提供“腳手架”。
細胞可以通過施力和測量產(chǎn)生的反作用力來感知環(huán)境的機械特性。這發(fā)揮著重要作用,因為它有助于調(diào)節(jié)許多重要的細胞過程,包括細胞收縮,細胞遷移,細胞增殖,分化[和細胞死亡(凋亡)??酥品羌∪饧∏虻鞍注⒆钄嗔舜蟛糠诌@些效應(yīng),表明它們確實與細胞外基質(zhì)的機械特性有關(guān),這在過去十年中已成為研究的新焦點。細胞外基質(zhì)生理學功能:剛度和彈性:從柔軟的腦組織到堅硬的骨組織,細胞外基質(zhì)可以以不同程度的剛度和彈性存在。細胞外基質(zhì)的彈性可以相差幾個數(shù)量級。這一特性主要取決于膠原蛋白和彈性蛋白的濃度,較近已證明細胞外基質(zhì)的剛度和彈性這個特性在調(diào)節(jié)許多細胞功能中發(fā)揮著重要作用。細胞外基質(zhì)對于一些動物組織的細胞具有重要作用。上海細胞外基質(zhì)膠報價
細胞外基質(zhì)彈性可以指導細胞分化,即細胞從一種細胞類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N細胞類型的過程。蕪湖天津細胞外基質(zhì)膠
細胞外基質(zhì)粘彈性影響細胞行為:研究人員長期以來一直觀察到培養(yǎng)底物機械性能對細胞行為的影響的跡象,直到近些年來才逐漸被人們所接受,目前普遍被大家認可的觀點是,細胞通過基于整合素的粘附力或其他細胞表面連接而與基質(zhì)結(jié)合時,會利用肌動蛋白的收縮力施加牽引力,并且它們會通過不同程度或幅度的整合素和聚合多糖聚集感測基質(zhì)剛度的變化和相關(guān)的信號(如圖1)。雖然ECM機制的變化是由細胞在短時間內(nèi)感覺到的,但這些變化可以通過持續(xù)的感覺、機械記憶和表觀基因的變化來影響長期的細胞過程,如分化、纖維化和惡性部位。因此,目前的共識是ECM硬度在調(diào)節(jié)發(fā)育,體內(nèi)平衡,再生過程和疾病進展中起關(guān)鍵作用。蕪湖天津細胞外基質(zhì)膠