1 3.051/BE.340 第七讲 细胞－表面相互作用：对生物材料的宿主应答 暴露在生物流体中的合成表面吸收蛋白质－ 它是如何协调机体对生物材料的最终反应的？ 蛋白质－细胞相互作用 蛋白质 （溶液中或表面）与细胞 “受体” 结合 ? 生理学反应 细胞表面受体： 膜植入蛋白或糖蛋白控制 信号传导 和 细胞粘附 （大约 100 种/细胞！ ） 配位体－受体键合媒介： z 粘连 z 收缩 z 游动 z 分泌 z 增殖 2 3.051/BE.340 细胞粘附机制 通过结合在其它蛋白质 特殊多肽序列上 的 粘附受体， 细胞粘附在其它细胞和 细胞外基质 （ECM）上。 ? 2 结合的亚单位－大约有 22 种α/β有不同配位键的结合 ? 连接到胞外基质中的纤维连接蛋白、体外连接蛋白、肌腱抗原、胶原质、层粘蛋白,并 接到细胞计数－受体（ICAMs：细胞内细胞－关联的基质蛋白质） ? 连接血浆蛋白纤维原，X 因子（凝结物） ，C3bi ? 典型的受体/配位体 Kd～10 -6 -10 -7 mol/L ? 在细胞膜 D～10 -10 cm 2 /s 中 2D 扩散 ? 整合素丛集： i)复原细胞骨骼蛋白质（踝蛋白，粘着斑蛋白，肌动蛋白） ? 协调牵引（焦点接触） ii)复原细胞骨骼信号分子（例如，酪氨酸激酶） ? 协调细胞分泌 细胞骨架的 肌动蛋白 钙黏附素类： 黏附细胞 与细胞之间的受体 ? Ca 2+ -依赖键合 ? 通过 His-Ala-Val 附着（ HAV） 焦点接触 整合素类 ：胞外基质中细胞粘 附在蛋白质上 ? Ca2+/Mg2+-依赖键合 ? 附着于 Arg-Gly-Asp (RGD), Leu-Asp_Val (LDV),和其它 整合素结构 α 亚单位 120-180kDa β 亚单位 90-210 kDa 3 3.051/BE.340 与细胞受体结合的粘附蛋白质存在于 胞外基质 中 胞外基质 功能： ? 固定细胞 ? 控制细胞定位 ? 调节细胞生长 ? 维持细胞差异 ? 为组织更新提供支架 胞外基质 组成： ? 纤维性蛋白质：胶原（强度） ，弹性蛋白（弹性） ? 内纤维状基质：蛋白多糖（GAG－蛋白质分子） ? 粘附糖化蛋白：纤连蛋白，层粘蛋白等 ? 骨头、牙齿形成时的固化 ? 能够“重塑” ：分解和再生 粘附蛋白质 能够结合细胞整合素，其它胞外基质分子或血浆蛋白 粘附蛋白 在机体对 损伤 和 外源性 物质介入体内的应对方面起着首要的作用。 粘附蛋白 在 受伤和外界材料 介入时人体响应过程中起着首要的作用。 4 3.051/BE.340 基本组织细胞类型和功能 细胞类型 组织功能 例子 上皮 覆盖外部（如，皮肤）和内部（如，肠、 血管）的表面 内皮细胞 连接 支撑其它机体组织，覆盖神经和血管 纤维原细胞（ECM 再生） ，软 骨，骨 肌肉 专门用于收缩 平滑肌，骨骼肌，心肌 神经 产生电信号和分泌神经传递素 脑细胞，外围神经 5 3.051/BE.340 受伤组织反应 ： 炎性反应 目标： 毁坏或延缓异体活动，启动治愈过程 机制 ： 从血浆或细胞中得到 “连锁反应”信号 植入生物材料激活两种协同连锁反应信号： 1） 凝结物连锁反应 －包括大约 12 种蛋白质 2） 补体旁路途径 －包括大于 20 种蛋白质 6 3.051/BE.340 1.凝结连锁反应 当无伤害或异体材料存在时，凝结被表面分泌 肝素 的血管的 内皮细胞层 所阻止。 肝素 ：-多糖 w/SO 3- 和COO - 电荷 -提供电子空间排斥 7 3.051/BE.340 损伤 ? 血管化粘连组织原位释放流体、 蛋白质和血细胞 。 z 血管舒张 ? 变红或膨胀 z 例如异体表面或受伤组织对 血浆蛋白的吸收 （例如， 纤维蛋白 ） z 血小板 （250M/cc，0.3vol％）通过 αⅡb/β3 (gpⅡb/Ⅲa)受体（大约 40,000/细胞） 吸附 血浆 蛋白 （FGN，VN，FN）和通过α1β1（gpIb）受体（大约 15,000/细胞）吸附 外部的胶原 。 z 血小板键合触发了 储存的小颗粒释放到 胞外环境中（通过焦点接触协调） 3.051/BE.340 8 3.051/BE.340 z 颗粒的释放 增加 表面上 受体的表达 并 恢复 表面 其它的血小板 到达该部位 趋化性： 细胞沿着化学梯度迁移 z 通过 纤维蛋白桥血小板聚集 ，形成一个“ 塞子 ”降低血流的速度 z 当 X 因子把血浆蛋白的 凝血素 （大约 100μg/ml）转变为 凝血酶 时，血小板表面激活酶 活的复杂系列串联反应 z 凝血酶粘结 纤维蛋白原形成不溶性 纤维蛋白 ，该蛋白交联血小板凝块形成 血栓 或凝块