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細(xì)胞外基質(zhì)生理學(xué)功能:剛度和彈性:從柔軟的腦組織到堅硬的骨組織,細(xì)胞外基質(zhì)可以以不同程度的剛度和彈性存在。細(xì)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(xì)胞外基質(zhì)的剛度和彈性這個特性在調(diào)節(jié)許多細(xì)胞功能中發(fā)揮著重要作用。細(xì)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(jī)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(xì)胞過程,包括細(xì)胞收縮,細(xì)胞遷移,細(xì)胞增殖,分化[和細(xì)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(xì)胞外基質(zhì)的機(jī)械特性有關(guān),這在過去十年中已成為研究的新焦點(diǎn)。細(xì)胞是生物體基本組成單位。絕大多數(shù)哺乳類動物細(xì)胞之間存在成分復(fù)雜的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)。濟(jì)南正規(guī)細(xì)胞外基質(zhì)膠廠家
構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的大分子:原膠原共價交聯(lián)后成為具有抗張強(qiáng)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(lián)而易于抽提。隨年齡增長,交聯(lián)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(zhuǎn)錄后的拼接十分復(fù)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(lián),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(jié)構(gòu)。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(fù)性重新形成三股螺旋結(jié)構(gòu),原因是成熟膠原分子的肽鏈不含前肽,故而不能再進(jìn)行“對齊”排列。太原正規(guī)細(xì)胞外基質(zhì)膠哪里買細(xì)胞外基質(zhì)決定細(xì)胞的形狀這一作用是通過其受體影響細(xì)胞骨架的組裝而實現(xiàn)的。
長期的促炎反應(yīng)會阻礙巨噬細(xì)胞從M1到M2的轉(zhuǎn)變導(dǎo)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(xué)醫(yī)學(xué)院范順武和林賢豐教授課題組制備了一種骨膜來源的細(xì)胞外基質(zhì)(PEM)水凝膠,并評價了它們在骨修復(fù)過程中不同時期的調(diào)節(jié)作用。骨膜來源的細(xì)胞外基質(zhì)水凝膠通過早期免疫調(diào)節(jié)及增強(qiáng)血管和骨生成促進(jìn)骨修復(fù):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(fù)。在復(fù)雜和嚴(yán)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)。
細(xì)胞外基質(zhì)粘彈性影響細(xì)胞行為:組織和細(xì)胞外基質(zhì)的復(fù)雜力學(xué)行為,討論了細(xì)胞外基質(zhì)粘彈性對細(xì)胞的影響,并描述了粘彈性生物材料在再生醫(yī)學(xué)中的潛在應(yīng)用。生物材料設(shè)計歷來沒有考慮到粘彈性的重要性,但是展望未來,粘彈性很可能成為許多應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范(如圖5)。粘彈性在調(diào)節(jié)可能包括多能干細(xì)胞、組織駐留干細(xì)胞和分化細(xì)胞以及免疫細(xì)胞在內(nèi)的各種細(xì)胞類型生物學(xué)調(diào)節(jié)中的作用,以便合理設(shè)計能夠促進(jìn)組織再生的材料。生物材料的設(shè)計也可能需要將細(xì)胞感知的局部粘彈性特性與實現(xiàn)再生或工程組織機(jī)械穩(wěn)定性所需的更大的組織尺度特性相分離。因此,具有可控粘彈性的生物材料的出現(xiàn)可能會改變生物材料在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。而在層粘連蛋白上則停止增殖,進(jìn)行分化,融合為肌管。
這種轉(zhuǎn)化細(xì)胞接種入正常機(jī)體,常能長成塊,并侵潤正常組織,發(fā)生普遍轉(zhuǎn)移。又如上皮細(xì)胞分泌膠原蛋白和膜粘蛋白于上皮組織的基底層上,反之,這些蛋白又作為信號“指揮”上皮細(xì)胞生長、遷移的方向。在胚胎發(fā)育或愈傷再生時,上皮細(xì)胞正是沿著基底層發(fā)展的。由此可知,調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、發(fā)育的若干信息正是通過胞外基質(zhì)傳遞的。細(xì)胞外基質(zhì)的主要類型及功能:對人類細(xì)胞的研究表明,細(xì)胞外基質(zhì)中的纖粘蛋白主要由成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等分泌并附著在細(xì)胞表面,其作用是促進(jìn)細(xì)胞對基質(zhì)的貼附,細(xì)胞之間的粘著,細(xì)胞內(nèi)微絲及應(yīng)力纖維的構(gòu)建。觀察到轉(zhuǎn)化的體外培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞,表面纖維蛋白量減少,與此相關(guān)地細(xì)胞形態(tài)變圓,與培養(yǎng)基底貼附松弛,胞內(nèi)應(yīng)力纖維很大減少,細(xì)胞密集,重疊生長。由于其不同的性質(zhì)和組成,細(xì)胞外基質(zhì)可以發(fā)揮許多功能。廈門天津細(xì)胞外基質(zhì)膠
部分類型的膠原蛋白三螺旋可組合成相互平行的有序多聚體,稱為膠原蛋白纖絲。濟(jì)南正規(guī)細(xì)胞外基質(zhì)膠廠家
根據(jù)膠原的結(jié)構(gòu)和功能可將其分為:纖維性膠原(fibrilformingcollagen)這是較經(jīng)典的膠原,如Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ和Ⅺ型膠原。其肽鏈長達(dá)1000個氨基酸,是結(jié)締組織中含量較豐富的膠原。前膠原三螺旋的端肽被切除后縱向平行排列,其中每個膠原分子縱向稍偏移,相鄰的肽鏈形成共價鍵交聯(lián)從而形成微纖維。一般需經(jīng)前膠原肽酶(procollagenpropeptidase)將羧基端肽去除后才能形成膠原纖維,但是部分膠原可以帶有氨基端肽而存在于膠原纖維的表面,以阻止膠原纖維繼續(xù)增粗,從而繼續(xù)起到調(diào)節(jié)膠原纖維直徑的作用。濟(jì)南正規(guī)細(xì)胞外基質(zhì)膠廠家
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