备课素材：成纤维细胞种类与特点-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

成纤维细胞种类与特点 2019版高中生物学选择性必修三提到了成纤维细胞： 那么，什么是成纤维细胞？ 成纤维细胞是疏松结缔组织的主要细胞成分，细胞呈梭形或扁的星状，具有突起。根据不同的功能活动状态，将细胞分为成纤维细胞和纤维细胞二型：成纤维细胞乃是功能活动旺盛的细胞，细胞和细胞核较大，轮廓清楚，核仁大而明显，细胞质弱嗜碱性，具明显的蛋白质合成和分泌活动；纤维细胞（fibrocyte）功能活动不活跃，细胞轮廓不明显，核小着色深，核仁不明显，细胞质少。此二型细胞可互相转化。 成纤维细胞摄取所需的氨基酸，如脯氨酸和赖氨酸等，在粗面内质网的核蛋白体上合成前α多肽链（proalpha polypeptide chain），多肽链输送到高尔基复合体后，组成前胶原分子（procollagen）。前胶原分子由分泌囊泡带到细胞表面，然后通过胞吐作用释放到细胞外。在前胶原肽酶催化下，将每一前α多肽链的尾段除去，成为原胶原分子（tropocollagen）。许多原胶原分子成行平行排列，结合成具有周期性横纹的胶原原纤维。由胶原原纤维互相结合形成胶原纤维。 成纤维细胞是结缔组织中最常见的细胞，由胚胎时期的间充质细胞(mesenchymal cell)分化而来。在结缔组织中，成纤维细胞还以其成熟状态—纤维细胞(fibrocyte)的形式存在，二者在一定条件下可以互相转变。 不同类型的结缔组织含成纤维细胞的数量不同。通常，疏松结缔组织中成纤维细胞的数量比同样体积的致密结缔组织中所含成纤维细胞的数量要少，故分离培养成纤维细胞多以真皮等致密结缔组织为取材部位。 成纤维细胞形态多样，常见的有梭形、大多角形和扁平星形等，其形态尚可依细胞的功能变化及其附着处的物理性状不同而发生改变。成纤维细胞胞体较大，胞质弱嗜碱性，胞核较大呈椭圆形，染色质疏松着色浅，核仁明显。电镜下，其胞质可见丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体，表明它具有合成和分泌蛋白质的功能。成纤维细胞尚可合成和分泌胶原纤维、弹性纤维、网状纤维及有机基质。它合成的前胶原蛋白分子经内切酶作用，聚合和重排，可形成与成骨细胞合成分泌的胶原原纤维一样具有64nm(640Å)周期横纹的胶原原纤维，胶原原纤维经互相粘合形成胶原纤维。经检测，这两种细胞合成分泌的胶原纤维均是Ⅰ型胶原纤维，在形态和生化结构上完全相同。 处于成熟期或称静止状态的成纤维细胞，胞体变小，呈长梭形，粗面内质网和高尔基复合体均不发达，被称为纤维细胞。在外伤等因素刺激下，部分纤维细胞可重新转变为幼稚的成纤维细胞，其功能活动也得以恢复，参与组织损伤后的修复。另外，在结缔组织中，仍保留着少量具有分化潜能的间充质细胞，它们在创伤修复等情况下可增殖分化为成纤维细胞。 成纤维细胞为结缔组织的一种主要活性细胞。这些细胞形状一般不规则并且具有粘附性，细胞生长过程中可以产生大量细胞外基质ECM 蛋白质（比如：胶原蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖等。随着科学技术的不断发展， 成纤维细胞的功能远远超出了它们制造ECM 组件的能力。 由于成纤维细胞起源于胚胎中胚层的间充质，故细胞增殖能力强且代谢旺盛，可体外培养、多次传代，还具备合成胶原纤维蛋白、粘连蛋白以及分泌胶原纤维、弹性纤维、网状纤维的能力。 成纤维细胞分类 正常真皮成纤维细胞分为2个亚群，即乳头状成纤维细胞和网状成纤维细胞。乳头状真皮由位于表皮下方的薄层（300-400 μm）组成，其特征在于随机组织的ECM（细胞外基质），具有高密度的活性成纤维细胞；网状真皮比乳头状真皮厚得多，并呈现出高度压实的ECM纤维。乳头状成纤维细胞是位于真皮浅层，小的、纺锤形的，更快速增殖的细胞，网状成纤维细胞是位于真皮深层的，大的、 星状的，更缓慢增殖的细胞，由较厚的ECM包围。 乳头状成纤维细胞主要参与免疫反应，对体外表皮形态发挥积极作用。而网状成纤维细胞在创面愈合期间的主要功能包括细胞骨架重塑和细胞运动。 在皮肤受到急性损伤或烧伤后，在多种细胞的协同下，修复过程开始，此时，真皮中的成纤维细胞开始增殖、迁移到伤口处，并在伤口处激活、形成细胞外基质，重塑伤口。 成纤维细胞的特点 1.成纤维细胞易于培养 成纤维细胞的一个重要作用就是产生 ECM，为结缔组织提供支持并维持结构完整性。成纤维细胞有效适宜自己生长的环境，这样培养时相对简单。 2.成纤维细胞创造良好的生长环境 通过改变周围环境的特性，成纤维细胞不仅创造了适合自身生长的条件，也创造了适合其他细胞类型的条件。由于成纤维细胞参与伤口愈合和修复，它们可以进入非结构化或非支持性环境——例如某些类型的培养基——并使其更适合细胞生长。 3.它们可用于创造永久性细胞系 由于使用方便，成纤维细胞已被用于原代细胞培养和创建永久性转化细胞系。例如，NIH3T3细胞系来源于用SV40病毒的