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各型膠原的功能

[日期:2011-09-29] 來源:西貝生物  作者:西貝生物 [字體: ]

    (1)I型膠原是纖維形成膠原,是多細胞生物的細胞外基質的主要結構大分子,能活化上皮細胞,促進上皮細胞增生,也可促進膠原酶生成,使皮膚有張力和彈性。此外,還能淡化眼紋和消除眼袋及陰影。I型膠原對維持骨結構的完整及骨生物力學特性非常重要。骨質疏松癥是以低骨量、微結構改變、骨脆性增加為特點的全身性代謝性骨病。膠原(尤其是I型膠原)結構及數量的改變與骨質疏松癥發生、發展、嚴重程度密切相關。

    (2)Ⅱ型膠原 是纖維形成膠原,與一些蛋白聚糖結合,是軟骨和玻璃液中的主要膠原,可加強皮膚的保水能力,以及填補皮膚內膠原纖維之間的空隙,起到保濕、自然美白及追本還原作用。

    (3)Ⅲ型膠原 是纖維形成膠原,以高含量存在于血管中,主要見于肺泡間質內,分布非常雜亂,構成了一個錯綜復雜的網絡,這種結構特征對于肺內組織,特別是肺泡間隔保持良好的柔韌性非常重要。Ⅲ型膠原在皮膚中較少。Ⅲ型與V型膠原同屬重建型膠原,能強化微血管強度與彈性,可提供細胞充足的養分,并直接與血管母細胞結合促進新血管形成。它們是維持皮膚飽滿、滑潤,有光澤的重要元素。

    (4)Ⅳ型膠原是一種非纖維型膠原,是基底膜的主要成分,以片層而不是纖維形式存在于基底膜中,主要在肝臟內合成與代謝。在肝臟中,Ⅳ型膠原存在于血管內皮細胞、膽管和神經纖維周圍的基底膜中以及實質區??梢詮浹a皮膚基底膜功能,幫助表皮層與真皮層的結合,將水分與養分保送至真皮層。此型膠原使結構完整,讓皮膚緊實、抗氧化,防止老化及皺紋。

    (5)V型膠原 也是纖維形成膠原,存在于主要由I型膠原組成的纖維中,為I型膠原纖維形成支架,如骨骼、腱、角膜、皮膚和血管,與Ⅲ型膠原同屬重建型膠原。V型膠原在組織中的分布有兩種形式:一種表現為類似間質性膠原的纖維束狀結構,可以分布在組織間質中或圍繞在細胞周圍;另一種與基膜性膠原相似,主要分布在基膜或基膜附近。1981年發現椎間盤中含有少量V型膠原,其量為椎間盤中膠原總量的3%。V型膠原可以從含有I型膠原的組織中提出,由此可見,在纖維性膠原中,I型膠原和V型膠原之間存在著密切的關系。

    (6)Ⅵ型膠原 存在于大多數的間質性連接組織中,具有高度免疫性,有利于抗Ⅵ型膠原抗體的產生。由于其作為珠狀細絲結構存在,用電子顯微鏡很難辨別其形成周期。Ⅵ型膠原高度的免疫原性,使得細胞生物學家產生了越來越多的興趣。

    (7)Ⅶ型膠原 是一種在特定表皮組織中發現的纖維膠原,是連接表皮與真皮的支柱,有緊實拉皮的作用。除皮膚外,Ⅶ型膠原及固著原纖維還存在于消化道等其他器官的上皮組織,參與細胞的分化、黏附和基底膜的過濾等功能。Ⅶ型膠原合成與聚合的許多環節發生障礙,都可以引起固著原纖維的缺乏或功能異常,導致真皮與表皮之間連接的破壞,從而出現表皮松懈的病理變化。

    (8)Ⅷ型膠原 存在于角膜的后界層中,是角膜內皮細胞基底膜的主要組成成分。

    (9)Ⅸ型膠原 以Ⅱ型或I型膠原作為其主要的纖維形式形成結構,實際上是一種蛋白多糖。Ⅸ型膠原的主要功能是通過大的糖胺多糖的側鏈黏附于Ⅱ型膠原纖維,在軟骨及其他一些組織中,這種黏附是通過共價交聯形成的,因此十分穩定。

    (10)X型膠原分布較為局限,主要由軟骨骨化過程中過度肥大的軟骨細胞合成,因此在軟骨轉化成骨的過程中起著重要的作用,在軟骨的營養不良癥中可見X型膠原基因的突變。

    (11)Ⅺ型膠原在基質中有微量存在,與V型膠原有許多相似的特點,兩者可以形成雜合的膠原分子。Ⅺ型膠原只限制在直徑小于25nm的細纖維中,在軟骨膠原纖維的形成和軟骨基質本身的組成過程中起著重要的作用。

    (12)Ⅻ型膠原屬于非纖維性膠原,與I型、Ⅱ型膠原的原纖維相互作用,還可以與Ⅸ型膠原有相互作用。在6月齡的雞胚中含有豐富的Ⅻ型膠原,但到胚胎晚期僅在一些致密組織結締組織中有存在。

    (13)ⅪV型膠原 也是非纖維性膠原,存在于軟骨、結締組織、皮膚等組織中,其作用與Ⅻ型膠原非常相似,但又有明顯的區別。

    (14)Ⅳ型和XⅧ型膠原 二者在結構上具有高度的相似性,膠原三螺旋和非膠原功能區交替出現,在組織分布以及生物活性上也十分相似。XV型膠原分布較廣,主要出現在血管、外周神經元、間充質和某些上皮基底膜區域。XⅧ型膠原主要定位在毛細血管內皮和某些上皮基底膜上。兩者共同出現在腎、胎盤和骨骼肌中,但XⅧ型膠原在肝組織中大量表達,而XV型膠原在肝中幾乎沒有表達。在骨骼肌和心肌中,XV型膠原對肌細胞與細胞外基質的穩定連接起重要的作用,甚至可能與阻抑癌細胞的侵襲有關。XⅧ型膠原的羧基末端可以水解出NCll的內部片段,稱為內皮抑制素(endostatin),它能抑制血管的增生。動物實驗表明,內皮抑制素能強烈抑制腫瘤組織的血管生成,造成癌組織的萎縮。長期使用重組內皮抑制素進行治療,可使幾種實驗腫瘤處于一種休眠狀態而不產生耐藥性,即使不進行連續給藥,采取分期給藥,也可使腫瘤處于一種持續的休眠狀態。XV型膠原a1一鏈的羧基末端的NCl0與XⅧ型膠原羧基末端的NCll在結構上具有很高的同源性。體外實驗結果表明,它雖然不能有效抑制腫瘤細胞的增殖,但可專一有效地抑制內皮細胞的移行,對癌組織有明顯的抑制作用。

    (15)XVI型膠原存在于成纖維細胞內,基因代碼為COLl6A。XVI型膠原在膠原原纖維與細胞或其他基質成分之間起分子架橋的作用,可能與信息傳遞有關。

    (16)XX型膠原位于血管中層(media),由血管平滑肌細胞所分泌,很可能與心血管疾病的發生有關聯。血小板生長因子(PDGF)能促進第XX型膠原基因在血管平滑肌細胞中的表達,因此,第XX型膠原可能與血管生成以及血管受傷后的修補具有密切的關系。

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