纤连蛋白的生理功能：生命活动的 “多面手”

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【摘要】：

细胞的黏附与迁移：细胞的黏附与迁移是细胞生命活动中的重要过程，而纤连蛋白在其中扮演着核心角色。它就像一座桥梁，介导细胞与细胞外基质之间的黏附。纤连蛋白由 3 种类型的重复序列组成，这些序列形成了不同的蛋白酶抗性位点结构，使其含有各种生物大分子的结合位点，如肝素、胶原、纤维蛋白和细胞表面受体等。在纤连蛋白分子中，至少存在两种不同的细胞黏附位点区，其中精氨酸 - 甘氨酸 - 天冬氨酸序列（Arg - Gly - Asp，RGD）三肽结构区尤为关键。一旦该区域发生突变或缺失，将会导致纤连蛋白中心部位的细胞黏附活性大幅下降。因此，RGD 结构位点堪称细胞黏附活动的重要结构基础。同时，RGD 附近的结构序列位点对于维持 RGD 的正常构象也起着重要作用，它们协同工作，确保细胞黏附与迁移过程的顺利进行。细胞的黏附与迁移对于胚胎发育、组织修复、免疫反应等诸多生理过程都至关重要。例如，在胚胎发育过程中，细胞需要通过黏附和迁移来准确地定位和构建各种组织和器官；在伤口愈合时，成纤维细胞、内皮细胞等需要迁移到受损部位，进行修复工作，而纤连蛋白在这些过程中都发挥着不可或缺的引导和支持作用。

在心血管系统中的作用

与心脏发育：在胚胎发育的奇妙旅程中，纤连蛋白在不同组织中的表达具有高度的特异性，在心脏发育过程中更是如此。心脏中的纤连蛋白主要由心脏间质细胞合成分泌，它在心肌细胞前体的移行和心脏的形态学发生中发挥着举足轻重的作用。在胚胎发育早期，EAⅢ 和 EBⅢ 两个外显子的编码区共同表达，随着胚胎的成长和器官逐渐发育完善，它们会有选择地被剪切去除。从胚胎期到成年，心脏中的纤连蛋白总 mRNA 表达水平逐渐下降，到成年时处于较低水平，而在衰老的心脏中继续下降，同时纤连蛋白 mRNA 的选择性剪切方式也会相应改变。这一系列变化精确地调控着心脏的发育进程，确保心脏能够构建出完美的结构，为日后的正常功能运作奠定基础。

与心肌肥大：当动脉高压来袭，心肌肥大、动脉壁肥大和血管周围硬化等问题随之而来。在这一过程中，胶原和纤连蛋白基因的表达水平会显著增高。对于高血压引起的心肌肥大，含有外显子 EAⅢ 的纤连蛋白 mRNA 的表达水平会升高 2 倍以上，而含有 EBⅢ 外显子的纤连蛋白 mRNA 的表达水平却没有显著变化。在动脉高压导致心肌肥大的发展进程中，局灶性心肌坏死的病灶中会出现纤连蛋白 mRNA 水平累积的现象，并且此时所表达的纤连蛋白分子中又包含有 EAⅢ 和 EBⅢ 外显子序列。心脏中的这种胎儿型纤连蛋白表达主要来源于冠状动脉的平滑肌细胞以及主动脉的平滑肌细胞。值得关注的是，成熟的血管平滑肌细胞重新表达胎儿型的纤连蛋白，这一现象在动脉粥样硬化性疾病中也同样能够观察到。这表明纤连蛋白在心血管疾病的发生、发展过程中扮演着重要角色，其表达变化可能与疾病的进程密切相关，深入研究纤连蛋白在其中的作用机制，有望为心血管疾病的治疗提供新的思路和靶点。

与结缔组织的衰老：结缔组织的衰老涉及多个方面，包括间质细胞的衰老、细胞基质合成以后的衰老以及细胞与基质之间相互作用的不断变化。多数间质细胞具有合成细胞外基质的功能，并且处于旺盛的有丝分裂期。体外培养研究发现，动脉平滑肌细胞随着衰老的发展，其合成细胞外基质的功能逐渐下降，但这与细胞的分裂活动并没有更为直接的紧密联系。当处于有丝分裂状态的间质细胞在三维胶原基质中培养时，其增殖效率显著降低，且体外培养时胶原合成速率的降低较其增殖功能衰退出现得更早。然而，也有研究表明，体外培养的人皮肤成纤维细胞随着细胞增殖率的下降，其胶原合成水平显著上升。同时，人皮肤成纤维细胞以及血管平滑肌细胞在体外培养过程中，纤连蛋白合成的水平也显著升高。这充分说明细胞的增殖状态与细胞外基质蛋白的生物合成调节是相互独立进行的。随着结缔组织的衰老，细胞外基质大分子也会发生衰老依赖性的变化。这种变化一方面表现为细胞外基质蛋白质分子合成速率的改变以及翻译后的修饰加工的变化；另一方面，基于弹性蛋白受体的研究表明，在富含细胞外基质的器官中，细胞死亡的机制是一种细胞凋亡过程，其触发因素是细胞内钙离子浓度逐渐升高，失去内环境稳定机制的调节，而非细胞增殖潜能的变化。这一系列现象表明，从单一的细胞水平研究结缔组织的老化过程和特点具有一定的局限性，而纤连蛋白在其中的复杂作用仍有待进一步深入探索。了解纤连蛋白与结缔组织衰老的关系，对于延缓衰老相关疾病的发生发展具有重要意义。