抗衰蛋白FN(fibronectin),又称纤维连接蛋白,是一种大分子糖蛋白。
抗衰蛋白FN于1974年被国外研究发现,具有多种生物学功能。其分子量约为450KD,广泛存在于动物组织和组织液中。 在 细胞 外基质中,纤连蛋白以 血浆 FN、细胞FN和胎儿FN三种形式存在。在人体中,纤连蛋白共有20余种形式,广泛分布于血液、 体液 以及各种组织中。 作为细胞外基质(ECM)的重要组成部分,纤连蛋白(FN)在调节细胞活动过程中起着关键作用,同时也是维持和指导组织结构以及ECM组成的重要支架蛋白。 作为重要的 黏附 分子之一,纤连蛋白与细胞膜上的整合素受体结合,调节着细胞的黏附、迁移和增殖等过程。 其异常表达与伤口愈合、肿瘤转移、组织器官 纤维化 等密切相关。
FN简介
大量国内外的研究结果证明,FN分子在进化过程中保守性很强,各种动物体液中的FN具有非常相近的结构、性质和 生物学 功能,因而不同来源的FN可以相互替代使用。
纤连蛋白是一种细胞外基质中的 有机高分子化合物 量糖蛋白,主要以三种形式存在,即由 肝细胞 或内皮细胞生成的 血浆 FN,由成 纤维细胞 、早期间充质细胞分泌合成的细胞FN,以及 胎盘 、羊膜组织中的胎儿FN。FN由两个亚基通过C端的二硫键交联形成,每个亚基的分子量为220~250kDa。
作为 细胞 外基质中重要的 黏附 分子之一,纤连蛋白与细胞膜上的整合素受体结合,在调节细胞黏附、迁移、增殖等过程中发挥着重要作用。纤连蛋白的异常表达与伤口愈合、肿瘤转移、组织器官 纤维化 等密切相关。纤连蛋白的表达受到复杂的细胞信号通路网络控制,其中包括MAPK、PKC、JAK/STAT及JNK等。
作用原理
研究认为,细胞内外 微循环 障碍、细胞凋亡、 免疫系统 紊乱、 自由基 损伤等都会造成 细胞衰老 ,进而影响机体衰老。FN从衰老根源 细胞 出发,有效缓解细胞衰老。
细胞内外微循环可供给细胞 氧气 、营养物质及清除废物,微循环障碍作为衰老象征的结果与标志,同时在促进器官、组织和整体衰老中起主要作用。纤连蛋白(fibronectin,FN)能够全面修复各类细胞,激发细胞活力,提升细胞自体代谢功能,调节细胞与细胞间质之间的 动态平衡 ,改善细胞内外 微循环 。纤连蛋白通过与细胞膜上的整合素受体结合,可以调节细胞的 黏附 、迁移、增殖,加速 新陈代谢 ,促进细胞更新。
细胞凋亡是机体调控自身 细胞增殖 和死亡之间平衡的过程,细胞凋亡与衰老密切相关。当 细胞 丧失新陈代谢能力而不能及时被清除机体时,就会“堵塞”正常细胞的代谢空间,进而干扰新生细胞的产生,最终导致机体衰老。纤连蛋白(FN)通过调节细胞凋亡对衰老起到阻碍作用:一、FN广泛参与细胞的迁移、黏附和增殖过程,促进 细胞分裂 增殖,更新细胞数量;二、FN调动 单核吞噬细胞系统 清除死亡细胞及细胞代谢废物,为新生细胞的 新陈代谢 提供良好的内外环境。
免疫系统 紊乱是机体衰老的重要原因。免疫学说认为在衰老过程中,机体的免疫功能明显降低。纤连蛋白(FN)利用其迁移 细胞 的功能,调动T 淋巴细胞 与B淋巴细胞有序分布,刺激淋巴细胞产生免疫抗体,从而改善机体的免疫系统,阻碍机体衰老。0
机体有氧代谢过程中不断产生 臭氧 自由基 (活性氧),它有很强的氧化作用,会破坏 生物膜 (质膜、细胞膜)与 蛋白质结构 ,扰乱内分泌与免疫系统,加速机体衰老进程。纤连蛋白(FN)具有刺激细胞合成、分泌 超氧化物歧化酶 (SOD)、 过氧化氢酶 的功能,在抗氧化酶的活性与浓度降低时,它能够利用其信号传导机制向细胞发出合成超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶的信息,再通过细胞膜的“外排”特性,将超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶释放到细胞外,清除机体内过多的超氧 自由基 ,抑制氧化作用,保护生物膜(质膜、细胞膜)与蛋白质结构,延缓机体衰老。
获得奖项
2012年, 英国 科学家约翰·戈登与 日本 科学家 山中伸弥 共同获得 诺贝尔生理学或医学奖 。他们在“体 细胞 重编程技术”领域做出了革命性贡献,彻底改变了人们对细胞和器官生长的理解。他们认为,一些引导细胞运行的 蛋白质 (比如纤连蛋白,fibronectin,FN)能够有助于成熟体细胞的重编程,因为重编程过程需要良好的细胞信号传导机制。
2013年10月7日, 诺贝尔奖 官方网站报道,2013诺贝尔生理学或医学奖今日公布,得主为美国科学家 詹姆斯·罗斯曼 、 兰迪·谢克曼 和 德国 科学家 托马斯·聚德霍夫 因,得奖原因是他们解开了细胞内的运输机制之谜。
生物体内每一个 细胞 都是一个生产和输出分子的工厂。比如, 胰岛素 在这里被制造出来并释放进入血液当中,神经传递素从一个神经细胞传导至另一个细胞。这些分子在细胞内都是以“小包”的形式传递的,这就是“细胞 囊泡 ”。他们发现纤连蛋白(fibronectin,FN)可以让囊泡实现与其目标细胞膜的对接和融合。在融合过程中,囊泡上的纤连蛋白和细胞膜上的纤连蛋白相互结合,就像分开的拉链相互咬合一样,确保了各种物质只会被运输到设定的位置上而不会出现错误。这一机制不管是在内部 细胞器 之间的运输,还是向外的运输过程中都会起作用。
除了发现地理位置上精准输送的机制外,他们还发现时间上的精准输送机制。从上世纪90年代起, 托马斯·苏德霍夫 便开始在神经细胞中寻找对钙离子敏感的 蛋白质 。最终他识别出一种分子机制,其会对注入的钙离子做出反应,并控制邻近的纤连蛋白(fibronectin,FN)迅速让 囊泡 与神经细胞的外部细胞膜相结合。于是“拉链”打开了,信号物质被释放出去。托马斯·聚德霍夫的发现解释了这种 细胞 传输的时间精确性是如何实现的,以及囊泡中的物质是如何实现受控地释放。