纤粘连蛋白

纤粘连蛋白（ fibronectin， FN）

FN是一种大型的 糖蛋白，存在于所有 脊椎动物， 分子含 糖4.5－9.5%， 糖链结构依组织 细胞来源及分化状态而异。FN可将 细胞连接到细 胞外基质上（图，结构模型）。即是 细胞外基质的粘着糖蛋白，能使细胞和细胞外基质互相粘连， 铆钉细胞，同时又 介导细胞运动迁移，是一多功能分子。有三种类型：1. 血浆纤粘连蛋白 2. 细胞表面纤粘连蛋白 3.基质纤粘连蛋白。这三者的共同点是，具有若干个球状结构域，即可选择性的结合细胞外基质中的各种大分子，又可结合细胞。

FN以可溶形式存在于血浆（0．3mg/ml）及各种 体液中；以不溶形式存在于 细胞外基质及 细胞表面。前者总称血浆FN；后者总称细胞FN。

各种FN均由相似的 亚单位（220KD左右）组成。血浆FN（450KD）是由二条相似的 肽链在C端借 二硫键联成的V字形 二聚体。细胞FN为 多聚体。在 人体中目前已鉴定的FN亚单位就有20种以上。它们都是由同一基因编码的产物。 转录后由于拼接上的不同而形成多种异型分子。

每条FN肽链约含2450个 氨基酸残基，整个肽链由三种类型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的 模块（module）重复排列构成。具有5－7个有特定功能的结构域，由对 蛋白酶敏感的肽段连接。这些结构域中有些能与其它 ECM（如 胶原、 蛋白聚糖）结合，使 细胞外基质形成网络；有些能与 细胞表面的 受体结合，使细胞附着与ECM上。

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。 　我国对FN的应用研究起步较晚，目前国内 纤维连接蛋白（FN）主要从国外进口，我国的 郑州德福恩生物技术有限公司对纤维连接蛋白（FN）进行了多年研究，现已取得了纤维连接蛋白（FN）方面的多项 国家发明专利。 　FN的功能主要表现在两个方面：1、作为 生化试剂，为 细胞培养和生物工程的工业化应用提供基础。2、应用于多种疾病的诊断和治疗（如伤口的修复和愈合，癌症的诊断和治等）。 　（一）作为生化试剂，为细胞培养及生物工程的工业化应用提供基础。FN的很多功能中，最基本最重要的一项是促进细胞的黏连生长，而细胞的黏连是机体结构得以维持、细胞生长完成的必要条件。因此，FN是 细胞培养基的重要成分之一。郑州德福恩生物技术有限公司与 中国医学科学院共同应用猪血浆FN研究结果表明：FN作为细胞培养的基质，可以使多种细胞的贴壁率达到90%以上（对照组为10%），细胞形态结构良好，细胞的代谢率增强，DNA、RNA及 蛋白质合成速度提高约5倍，细胞的集落率升高几倍， 原代培养的成活率明显提高， 细胞生长时间缩短，这对建立人体疾病的体外模型是非常有益的。研究还证明，FN能提高细胞的融合率，缩短融合周期，可应用于许多科研中，如应用于 细胞杂交瘤技术等。将FN涂到微球载体上作为细胞 大量生产的介质，可以节省空间，节省原材料，成为应用培养细胞技术来生产新药品的基础物质。 细胞培养技术是当今生物学研究中经常使用的方法之一，也是生物工程必不可少的手段之一。FN产品的开发，将为 细胞培养的广泛应用及生物工程的应用和发展起到积极的推动作用。FN作为 生化试剂的使用量将与日俱增，市场潜力很大。目前，FN生化试剂主要由美国Sigma公司生产（人、牛、鼠血浆FN等），我国应用还主要依赖进口。所以，国内开发FN生化试剂是当务之急（ 郑州德福恩生物技术有限公司已开发出FN生化试剂，并获得了国家相关专利）。 　（二）应用于多种疾病的诊断和治疗： 　1.伤口的修复和愈合：大量的研究和临床应用已证明，FN在伤口的修复和愈合中起着十分重要的作用，是促进伤口愈合的关键物质。目前，国外已进行了人血浆FN在烧伤、创伤、 败血症、感染等方面的应用研究。Nishida通过 动物实验证明：将FN涂到 大鼠皮肤的伤口表面其愈合速度明显加快。对患有营养型角膜溃疡的病人，用一些介质混合FN，以眼药形式对病人进行治疗，用药2天后，表皮便开始大量增生。三周后，溃疡完全消失，未产生疤痕及副作用。向溃疡处涂了FN，可以与伤口处胶原结合形成FN 防护层，既有利于上皮细胞的迁移和增殖来修复伤口，又防止病菌的感染。Scovil 实验组给一些受到创伤的病人体内补FN后发现，它对改善外周血管及肺部功能起到积极作用，病人伤口处异物的清除率升高，感染率降低。我国对FN的应用研究起步较晚， 中国医学科学院基础医学研究所等单位的研究结果也证明：将FN与一些介质配合作为外用药膏治疗受机械创伤和烧伤的大鼠，伤口愈合时间比对照组减少1/3—1/2，无感染、无疤痕、无任何副作用。 哈尔滨市第五医院烧伤科近期将富含FN的血浆提取物应用于46位烧伤患者，他们的 临床试验也证明：烧伤处涂FN后，可大大缩短疗程，减轻愈合疤痕，尤其适合深度烧伤患者。 成都军区昆明总医院做的 大鼠实验结果为： 实验组较对照组再生表皮平均长89.27um，差异显著。 上海长海医院烧伤研究所进行了“外用FN促进小鼠烧伤创面愈合”实验，结果为：FN组创面愈合时间平均为18.67天，对照组则为22.89天，两组差异显著。此外， 中山医科大学眼科中心、上海第二医科大学、 广州市红十字会医院等单位将FN应用于治疗顽固性 角膜上皮损害、 角膜炎等眼科疾病获得显著疗效。 　2.癌症的诊断和治疗：大量研究已表明，体内FN的分布和含量与肿瘤的发生、发展是密切相关的。目前对FN与肿瘤的关系已越来越被人们熟知，对它的研究也在不断深入，开发FN产品用于肿瘤的诊断和治疗将是非常有价值的项目。 　3.治疗血液系统和心脑血管系统疾病：实验证明：向EDS病人血中补充血浆FN，可实现 血小板的凝聚，缓解病情。 动脉粥样硬化是普遍危害中老年人身体健康的疾病，现已证明FN参与了这一过程。随着 血管硬化程度的增加FN含量呈下降趋势。血浆FN缺乏会引起微血管完整性的破坏和通透性升高，导致血浆大量外渗， 血液浓缩，粘度增高， 有效循环血量减少，血浆与 组织液内平衡失调，引起机体 休克等危险情况。 　4.用于 败血症、休克等急救的辅助治疗：当机体出现大面积创伤，感染而伴随败血症、休克后，病人血中FN水平急剧下降，使机体极度虚弱，不能抵抗外界感染。及时向病人体内补充外源性FN后，病情会缓解。国外临床研究较多，如Robbins等人对患有创伤并发败血症和 肺部感染的疾病，抗菌素已无作用，当使用FN后，其肺部功能得到改善，病人抵抗力增强，伤口愈合加快。Toddy等人从Icu处挑选93位患有严重 败血症的病人，给他们输入FN后，提高了治愈率，延长了危重病人的生命期。我国90年代临床研究比较活跃，如 天津市第一中心医院、 湖南医科大学等研究指出：血浆FN水平的降低是败血症、 休克、烧伤、创伤发生 多器官功能衰竭的主要原因之一。补充FN后，可增加 网状内皮系统对血中颗粒性物质的清除和改善 微循环功能；改善肾功能衰减病人的 肾小球滤过率；使危重病人 血乳酸浓度降低，动脉 氧分压增高等。 　5. FN与糖尿病及其它一些疾病的关系：据国内外研究报道，糖尿病人的 成纤维细胞外基质蛋白的合成发生改变，FN与胶原的比例降低，即胶原相对含量升高。Herrick等人的研究指出：在糖尿病和下肢静脉溃疡中，FN含量降低。我国 解放军第304医院的实验结果也证实了这一观点，即糖尿病并发的溃疡创面FN含量减少是造成 慢性难愈合创面长期不愈的原因之一。此外，许多研究证明：FN与 肝脏疾病有某种关系；FN存在于正常肝组织的肝血管、淋巴管、胆管的 基底膜及神经 轴突周围和肝窦中。在发生 脂肪肝、肝炎和肝硬化等病人血浆中FN含量是正常人的2倍。还发现风湿性关节病人滑液中FN含量高出正常水平，说明FN与许多疾病的发生发展密切相关。上海第二医学院附属医院对60岁以上的键康老人和成年人血浆FN含量抽检结果表明：老年组的血浆FN值显著低于成年组，这可能是老年人易患感染、肿瘤和血栓栓塞性疾病的原因之一。

FN 肽链中的一些 短肽序列为细胞表面的各种FN受体识别与结合的最小结构单位。例如，在肽链中央的与细胞相结合的模块中存在RGD（Arg-Gly-Asp）序列，为与细胞表面某些 整合素受体识别与结合的部位。化学合成的RGD三肽可抑制细胞在FN基质上 粘附。

细胞表面及 细胞外基质中的FN分子间通过 二硫键相互交联，组装成 纤维。与胶原不同，FN不能自发组装成纤维，而是通过 细胞表面受体指导下进行的，只存在于某些细胞（如 成纤维细胞）表面。 转化细胞及 肿瘤细胞表面的FN纤维减少或缺失系因细胞表面的FN 受体异常所致。