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層粘連蛋白

鎖定
層粘連蛋白又稱板層素,其分子量為805kD,由一個400kD的α鏈和兩條200kD左右的β鏈組成。它是構成細胞間質的一種非膠原糖,在肝內主要由內皮細胞及貯脂細胞合成,與膠原一起構成基底膜的成分。其生物功能是細胞黏着於基質的介質,並與多種基底膜成分結合,調節細胞生長和分化。
層粘連蛋白(laminin,LN)存在於各種動物的胚胎及成體組織的各種基膜中,成為其主要成分之一。LN主要存在於基膜的透明層,緊靠細胞基底的表面,通常不存在於正常細胞的頂及側表面。然而,在惡性細胞則不限於基底表面。具有高轉移潛能的腫瘤細胞表面的LN較多。此外,LN也少量存在於大鼠真皮結締組織中及胚胎細胞之間。迄今未發現與LN有關的只有軟骨細胞及骨髓造血細胞體系。LN在血液及組織液中的濃度極低。 [2] 
中文名
層粘連蛋白
外文名
laminin
外文名
LN
所屬分類
生化檢查

層粘連蛋白正常值

115.7±17.3ng/ml。

層粘連蛋白臨牀意義

血清LN水平常於Ⅳ型膠原、HA等相平行,在肝纖維化尤其門脈高壓診斷方面有重要價值。另外還發現LN與腫瘤浸潤轉移、糖尿病等有關。慢性肝炎(中度)>140ng/ml,肝硬化>160ng/ml。

層粘連蛋白注意事項

除原發性肝癌者增高外,其他許多腫瘤患者亦可出現血清LN水平增高,臨牀上應予以鑑別。
[1] 

層粘連蛋白分子結構

層粘連蛋白的分子結構模式圖 層粘連蛋白的分子結構模式圖
層粘連蛋白的分子結構獨特,是一種分子質量(820~850kDa)極高的糖蛋白,含糖15%~28%,其長度相當於基膜的厚度。由一條重鏈(A鏈)及兩條輕鏈(B1及B2)構成不對稱的十字形結構,有三條短臂和一條長臂,每一條短臂由2~3個球區及短杆區構成,長臂末端為一較大的球區。A鏈(440kDa)近N端部分成一條短臂,包括2~3個球形結構區域及兩個短杆區;C末端捲曲形成至少由3個球區構成的大球區。B1(230kDa)及B2(220kDa)鏈近N端肽段各形成一個短臂,包括兩個由一短杆分隔的球區;近C端肽段與A鏈共同形成長臂的杆區。在十字交叉處二硫鍵十分豐富。層粘連蛋白亦是由多個結構域構成的多功能分子,具有與Ⅳ型膠原、腱蛋白、硫酸乙酰肝素、肝素、半乳糖腦硫脂及神經節苷脂等分子結合的部位。與Ⅳ型膠原結合的部位存在於長臂及三個短臂的球區,後者皆含有RGD序列。長臂中與Ⅳ型膠原結合的部位亦是層粘連蛋白自相聚合的結合點,腱蛋白牢固結合於十字交叉區。現已證明層粘連蛋白分子至少有4個部位與細胞結合。 [2] 

層粘連蛋白生物學意義

(1)層粘連蛋白與細胞的黏附、生長、遷移及形態發生
層粘連蛋白的細胞黏附功能首先是以表皮細胞、內皮細胞以及神經元細胞為研究材料證實的。成纖維細胞在層粘連蛋白基質上不能進行正常生長。這一特點被用來除去神經元細胞以及成肌細胞培養體系中成纖維細胞的污染。因為層粘連蛋白具有促進細胞分化以及降低成纖維細胞的黏附作用,因此在神經元細胞以及成肌細胞培養中,經常應用含有層粘連蛋白、Ⅰ型膠原以及多聚賴氨酸的基質進行培養。
對於大多數類型的細胞來説,層粘連蛋白基質可以促進其生長過程。但這並不是由於層粘連蛋白基質促進細胞的黏附引起的。層粘連蛋白促進細胞生長的結構位點中富含表皮生長因子(epidermic growth factor,EGF)樣重複序列,但這一序列並不與EGF競爭地去和EGF受體結合,也不能在單獨情況下與EGF受體結合。這説明層粘連蛋白促進細胞生長是通過一種全新的機制來完成的。
層粘連蛋白促進細胞遷移的作用只有在濃度達到摩爾水平才能表現出來,並且此作用是層粘連蛋白多個位點結構同時與細胞結合併發揮作用的綜合結果。這種對細胞移行的促進作用可被層粘連蛋白以及纖連蛋白特異性的抗體所阻斷,表明體內存在着重要的細胞間的相互作用。
層粘連蛋白在形態發生中也有十分重要的作用。上皮細胞與間質細胞在層粘連蛋白-nidogen複合物的形成過程中相互協調,層粘連蛋白或nidogen合成水平下降,則意味着組織界面的基底膜組裝水平下降。在發育過程中的肺的不同部位具有不同的層粘連蛋白mRNA的表達,從而決定基底膜的形成,這在肺分支形態學發生過程中具有十分重要的調節作用。
(2)層粘連蛋白與細胞分化
體外培養中,層粘連蛋白能促進和維持各種上皮細胞的分化。YIGSR的合成多肽對血管形成有阻斷作用,但對業已形成的血管沒有阻斷或破壞作用,只是對新的血管形成過程有阻斷作用。YIGSR多肽可防止內皮細胞之間的正確排列,但不影響細胞與基質之間的相互作用。SIKVAV多肽的功能恰恰相反,可促進血管形成,還具有Ⅳ型膠原酶的作用,可促進血漿纖維蛋白酶原激活,因此認為這一多肽序列可能是通過激活蛋白酶而促進血管形成。
(3)層粘連蛋白與腫瘤的生長和轉移
腫瘤的生長和轉移與層粘連蛋白密切相關,主要表現在:①促進腫瘤細胞的黏附;②含有層粘連蛋白的腫瘤細胞注射到體內之後具有更高的惡性程度;③惡性腫瘤細胞膜上層粘連蛋白的受體蛋白分子表達水平顯著升高;④黑色素瘤細胞與層粘連蛋白共同注射給小鼠時,轉移灶形成的數目增多;⑤黑色素瘤細胞與層粘連蛋白特異性的抗體共同注射給小鼠時,轉移灶形成的數目減少;⑥在層粘連蛋白基質上成長的腫瘤細胞具有更為顯著的轉移能力;⑦層粘連蛋白提高膠原酶,特別是Ⅳ型膠原酶活性,這是腫瘤細胞侵襲的重要環節;⑧來源於層粘連蛋白序列的合成多肽YIGSR可以降低腫瘤的轉移與生長能力;⑨來源於層粘連蛋白序列的合成多肽SIKVAV可以提高Ⅳ型膠原酶的活性,提高腫瘤的轉移與生長能力;⑩提高腫瘤的抗藥能力,並可以阻斷腫瘤細胞對於內皮細胞的黏附。
(4)層粘連蛋白與神經系統的發育
層粘連蛋白對神經系統的存活和分化都具有顯著的促進作用,並且在很低的濃度就表現出很強的生物學活性。如來源於層粘連蛋白β鏈序列的一段由20個氨基酸殘基組成的多肽,被證實對於小腦神經元具有促進生長和分化的作用;來源於層粘連蛋白α鏈的多肽分子具有促進神經元突觸生長的作用。研究還發現,層粘連蛋白以及富含層粘連蛋白的基底膜基質可以促進外周及中樞神經元細胞的再生以及移植物的存活,受到層粘連蛋白的刺激以後,外周及中樞神經元再生性應答的出現快速而持久。另外,發育中的軸突部位、神經嵴細胞遷移路線中也見到了層粘連蛋白的免疫活性。此外,在體內可減少疤痕的形成,以利於神經損傷時的再生過程。因此,層粘連蛋白或其活性多肽對於損傷的神經具有治療的應用前景。
(5)層粘連蛋白的碳水化合物與細胞之間的作用
研究表明,層粘連蛋白中含有12%~15%的碳水化合物。以外源凝集素親和層析從EHS肉瘤中純化分離到的層粘連蛋白中的碳水化合物的含量更是高達25%~30%。小鼠層粘連蛋白分子中,68個保守的天門冬氨酸殘基位點發生了糖基化修飾,大部分糖基化位點都集中在層粘連蛋白的長臂結構區。正常而完全的糖基化是某些糖蛋白分子完整的生物學活性所必須具備的修飾加工形式,如α鏈未發生糖基化修飾的促性腺激素不能有效地與細胞膜上相應的受體結合。如果將這種多肽激素糖鏈切除,則不能通過第二信使產生正常的信號轉導。層粘連蛋白可與其特異性受體相結合,這種受體有一個半乳糖結合位點,識別層粘連蛋白分子的糖鏈。細胞表面的糖基轉移酶是與層粘連蛋白糖鏈識別與結合的又一類蛋白質分子。這種糖基轉移酶是介導細胞之間的黏附以及細胞外基質底物上移行過程中的重要調節分子。説明層粘連蛋白的糖基化修飾,其分子中的糖鏈結構也具有十分重要的生物學功能。 [2] 
參考資料
  • 1.    層粘連蛋白  .檢驗助手
  • 2.    趙宗江. 細胞生物學(新世紀第三版)[M]. 北京:中國中醫藥出版社, 2016.