细胞外基质（ECM）的概念及相关应用领域研究
2024-11-01 02:29:44 | 作者: 匿名
细胞外基质主要由五类物质组成，即胶原蛋白、非胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖和氨基聚糖。位于上皮细胞或内皮细胞基部的为基底膜，而位于细胞间粘附结构的为间质结缔组织。
细胞外基质（ECM）的形成需要细胞分泌ECM蛋白。 ECM 是通过遵循严格的分层组装模式来实现的，该模式从纤连蛋白丝在细胞表面的沉积开始，这一过程称为原纤维形成。 (1).细胞通过降解和重组机制持续重塑ECM，并且ECM 的动态性质在发育、伤口愈合和某些疾病状态期间尤其明显(2)。据估计，哺乳动物ECM 或“核心基质”由300 多种蛋白质组成，这还不包括细胞通过整合素(Integrin) 和合成癸烷等受体与细胞相互作用的大量ECM 相关蛋白质。从而传导多种信号来调节关键的细胞过程，如分化、细胞增殖、存活和运动等(3)。同时，ECM 还可以结合生长因子，如VEGF、HGF 和BMP，这些因子被认为会产生生长因子梯度，从而调节发育模式的形成(4)。许多ECM 调节的细胞过程是通过肌动蛋白和微管细胞骨架的重组来实现的(5)。注：文章段落后括号内的数字对应于文章末尾的参考文献。
ECM 成分的异常调节或遗传缺陷通常会导致致病状态。
遗传性疾病：多种疾病已被证明是由ECM 基因突变引起，包括黄斑变性(Fibulin 3) (6)、骨关节炎(Asporin) (7) 和先天性肌营养不良症(Laminins) (8)。指出特定ECM 蛋白表达的变化与癌症相关(9)。众所周知，通过基质金属蛋白酶(MMP) 的作用降解ECM 是癌细胞转移和侵袭的先决条件(10)。
动脉粥样硬化：动脉粥样硬化与胶原斑块的沉积有关(11)。
生物医学应用：再生医学和组织工程领域正在利用ECM 尝试根据给定的细胞类型生成可预测的组织和器官形成(12,13)。
Cytosculpt 提供独特的荧光标记和生物素化纤连蛋白、层粘连蛋白系列，下面列出了这些产品的几种应用：
应用1：体外伪足/足体侵袭实验（货号：FNR01、FNR02、LMN01、LMN02）
细胞骨架的荧光标记纤连蛋白和层粘连蛋白可用于伪足/足体的体外侵袭测定(16)。该测定可以对特定ECM 成分以及局部细胞侵袭进行高分辨率成像分析，并可用于评估细胞的侵袭潜力。
应用2：参与纤连蛋白基质组装的信号通路：原纤维形成测定（货号：FNR01、FNR02、FNR03）
与其他在生理条件下可以自聚合的ECM 成分不同，纤连蛋白的组装是一个细胞依赖性过程。了解FN 组装的机制以及这些机制与细胞、纤维化和免疫反应之间的相互作用可能会揭示未来开发调节异常组织修复过程的疗法的目标。同样，组织工程在很大程度上依赖于控制细胞外基质形成的速率和模式的能力。荧光标记的纤连蛋白的细胞骨架可用于检测原纤维的形成。
荧光纤连蛋白（FNR01 和FNR02）
该方法涉及通过掺入荧光纤连蛋白(17) 来荧光追踪原纤维形成，可以通过在细胞培养基中添加TRITC 标记的纤连蛋白(FNR01) 或HiLyte488 标记的纤连蛋白(FNR02) 来可视化。纤连蛋白转化为细胞表面不溶性原纤维，以及掺入纤连蛋白的水平可以通过荧光显微镜观察和定量(18)。
生物素化纤连蛋白底物(FNR03)
该测定将生物素化的纤连蛋白整合到靶细胞中，并定量可溶性（细胞结合）和不溶性（纤维状）纤连蛋白，并且该测定已成功用于检查Rho 蛋白在原纤维形成中的作用(19)。
应用3：组织工程应用（货号：FNR03和LMN03）
生物素化的ECM 蛋白与链霉亲和素表面结合时可以采用更天然的构象，并可以增强细胞与ECM 的结合(20)。
荧光纤连蛋白和生物素化纤连蛋白底物建议：
纤连蛋白罗丹明（牛血浆），#FNR01-A
纤连蛋白HiLyte488（牛血浆），#FNR02-A
纤连蛋白生物素（牛血浆），#FNR03-A
层粘连蛋白罗丹明标记（小鼠肿瘤细胞），#LMN01-A
层粘连蛋白生物素标记（小鼠肿瘤细胞），#LMN03-A
参考：
1.Sottile J. 和Hocking D. 2002。纤连蛋白聚合调节细胞外基质原纤维和细胞基质粘附的组成和稳定性。摩尔。生物。细胞。 13、3546-3559。
2.Daley W.等人。 2007.发育和再生医学中的细胞外基质动力学。 J.细胞科学。 121、255-264。
3.海因斯·R.和纳巴。 2011.基质概述-细胞外基质成分和功能的清单。冷泉哈勃生物透视。 doi:10.1101。
4.Taipale J. 和Keski-Oja J. 1997。细胞外基质中的生长因子。 FASEB J. 11, 51-59。
5.Ballestrem C.等人。 2004.肌动蛋白细胞骨架、焦点粘附和微管之间的相互作用。细胞运动。艾德·安妮·雷德利、米歇尔·佩卡姆和彼得·克拉克。 75-99。
6.克莱诺蒂PA。等人。 2004.金属蛋白酶组织抑制剂-3 (TIMP-3) 是含有表皮生长因子的纤维蛋白样细胞外基质蛋白1 (EFEMO1) 的结合伴侣。对黄斑变性的影响。 J.比奥尔。化学。 279、30469-30473。
7.Kizawa H.等人。 2005.阿司匹林中的天冬氨酸重复多态性抑制软骨形成并增加骨关节炎的易感性。纳特。热内特. 37、138-144。
8.TE 厅。等人。 2007.斑马鱼棉花糖突变体表明层粘连蛋白-2缺陷型先天性肌营养不良症中细胞外基质粘附失败。过程。国家。阿卡德。科学。美国。 104、7092-7097。
9.Hu J.等人。 2008.基质金属蛋白酶抑制剂作为炎症和血管疾病的治疗方法。纳特。 Rev.药物发现。 6、480-498。
10. Pupa S.等人。 2002.对细胞外基质在肿瘤发生和进展过程中的作用的新见解。 J.细胞生理学。 192、259-267。
11.Seyama Y. 和Wachi H. 2004。动脉粥样硬化和基质营养不良。 J.动脉粥样硬化者。血栓。 11、236-245。
12.Causa F.等人。 2007. 用于组织再生的多功能支架： 需要设计组织类似物。生物材料。 28、5093-5099。
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18.潘科夫R.等人。 2000. 整合素动力学和基质组装： (5)(1) 整合素的张力依赖性易位促进早期纤连蛋白原纤维形成。 J.细胞生物学。 148、1075-1090。
19.Pankov R. 和Yamada K. 2004。纤连蛋白基质组装的非放射性定量。电流。协议。细胞生物学。 10.13.1-10.13.9。
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用户评论
细胞外基质（ECM）的概念真的很重要，理解它对我们研究细胞生物学有非常大的帮助。
有9位网友表示赞同！
看了这篇关于ECM的文章，感觉对我在生物工程领域的研究有了新的启发。
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细胞外基质（ECM）的应用领域好广泛啊，没想到在再生医学中也有这么大的作用。
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对细胞外基质（ECM）的研究，让我对组织工程有了更深的认识。
有9位网友表示赞同！
ECM在肿瘤发生发展中的作用，这篇文章讲得太好了，受益匪浅。
有13位网友表示赞同！
细胞外基质（ECM）的相关应用领域研究，感觉这篇文章对于病理学的研究也有很大的指导意义。
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细胞外基质（ECM）的概念太复杂了，不过作者解释得很清楚，赞一个！
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这篇文章对细胞外基质（ECM）的描述很到位，让我对它有了更全面的理解。
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细胞外基质（ECM）的研究，对于材料科学领域的发展也是一大推动。
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细胞外基质（ECM）在器官移植中的应用，真是让人眼前一亮。
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感觉细胞外基质（ECM）的研究对于治疗老年痴呆症也有潜在的应用价值。
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细胞外基质（ECM）的研究，对于开发新型药物载体也是一个很有前景的方向。
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这篇文章对细胞外基质（ECM）在心血管疾病中的应用分析得很透彻。
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细胞外基质（ECM）的研究，对于我们了解细胞间的相互作用有重要意义。
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细胞外基质（ECM）的相关应用领域研究，让我对生物医学工程有了新的认识。
有6位网友表示赞同！
细胞外基质（ECM）在神经退行性疾病中的作用，这篇文章提供了很多有价值的见解。
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细胞外基质（ECM）的研究，对于提升生物材料性能也有很大的帮助。
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细胞外基质（ECM）在生物医学研究中的应用前景广阔，期待看到更多相关研究成果。
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细胞外基质（ECM）的相关研究，让我对生命科学有了新的思考，太有启发了！
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