细胞可以通过施力和测量产生的反作用力来感知环境的机械特性。这发挥着重要作用,因为它有助于调节许多重要的细胞过程,包括细胞收缩,细胞迁移,细胞增殖,分化[和细胞死亡(凋亡)。克制非肌肉肌球蛋白ⅱ阻断了大部分这些效应,表明它们确实与细胞外基质的机械特性有关,这在过去十年中已成为研究的新焦点。细胞外基质生理学功能:刚度和弹性:从柔软的脑组织到坚硬的骨组织,细胞外基质可以以不同程度的刚度和弹性存在。细胞外基质的弹性可以相差几个数量级。这一特性主要取决于胶原蛋白和弹性蛋白的浓度,较近已证明细胞外基质的刚度和弹性这个特性在调节许多细胞功能中发挥着重要作用。细胞外基质的生物学作用:参与细胞的迁移。芜湖正规细胞外基质胶厂家
此现象称为凋亡.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.部位细胞的增殖丧失了定着依赖性,可在半悬浮状态增殖。如何理解细胞外基质影响细胞的粘附过程: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.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.苏州正规细胞外基质胶报价细胞外基质具有连接、支持、保水、抗压及保护等物理学作用。
构成细胞外基质的大分子:Ⅰ型胶原的原纤维平行排列成较粗大的束,成为光镜下可见的胶原纤维,抗张强度超过钢筋。其三股螺旋由二条α1(Ⅰ)链及一条α2(Ⅰ)链构成。每条α链约含1050个氨基酸残基,由重复的Gly-X-Y序列构成。X常为Pro(脯氨酸),Y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸残基。重复的Gly-X-Y序列使α链卷曲为左手螺旋,每圈含3个氨基酸残基。三股这样的螺旋再相互盘绕成右手超螺旋,即原胶原。原胶原分子间通过侧向共价交联,相互呈阶梯式有序排列聚合成直径50~200nm、长150nm至数微米的原纤维,在电镜下可见间隔67nm的横纹。胶原原纤维中的交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后所产生的两个醛基间进行缩合而形成的。
细胞外基质的组成可分为三大类:①糖胺聚糖(glycosaminoglycans)、蛋白聚糖(proteoglycan),它们能够形成水性的胶状物,在这种胶状物中包埋有许多其它的基质成分;②结构蛋白,如胶原和弹性蛋白,它们赋予细胞外基质一定的强度和韧性;③粘着蛋白:如纤粘连蛋白和层粘联蛋白,它们促使细胞同基质结合。其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物,这种复合物通过纤粘连蛋白或层粘连蛋白以及其他的连接分子直接与细胞表面受体连接;或附着到受体上。细胞外基质多细胞生物不光光由细胞组成,还包括分布于细胞外空间。
细胞外基质粘弹性影响细胞行为:组织和细胞外基质的复杂力学行为,讨论了细胞外基质粘弹性对细胞的影响,并描述了粘弹性生物材料在再生医学中的潜在应用。生物材料设计历来没有考虑到粘弹性的重要性,但是展望未来,粘弹性很可能成为许多应用中的关键技术规范(如图5)。粘弹性在调节可能包括多能干细胞、组织驻留干细胞和分化细胞以及免疫细胞在内的各种细胞类型生物学调节中的作用,以便合理设计能够促进组织再生的材料。生物材料的设计也可能需要将细胞感知的局部粘弹性特性与实现再生或工程组织机械稳定性所需的更大的组织尺度特性相分离。因此,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。细胞外基质调节细胞的动态行为。此外,它能隔离多种细胞生长因子。南京细胞外基质胶推荐厂家
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细胞外基质成分居然能调节葡萄糖代谢过程:确认ECM组分透明质酸与新陈代谢之间的机制联系,用透明质酸酶处理细胞和异种移植物引发糖酵解的强烈增加。这主要通过快速受体酪氨酸激酶介导的mRNA衰变因子ZFP36的诱导来实现,其靶向TXNIP转录物以降解。因为TXNIP促进葡萄糖转运蛋白GLUT1的内化,其急剧下降使质膜上的GLUT1富集。在功能上,需要通过透明质酸酶诱导糖酵解,同时加速细胞迁移。ECM重塑和代谢之间的这种相互关联在动态组织状态中表现出来,包括部位发生和胚胎发生。研究人员提出ECM重塑作为急性细胞-外在代谢调节的附加节点,可以直接读出周围组织的结构状态并相应地增强细胞行为。芜湖正规细胞外基质胶厂家