角质包膜及表皮分化复合体

角质包膜

表皮向终末分化过程不仅包括表皮终末分化特异性角蛋白表达,而且涉及其他几种重要的角蛋白中间丝相关蛋白(keratin intermediate filaments associated protein,KIFAP),包括丝聚合蛋白、兜甲蛋白、内披蛋白及SPRRs等()。在颗粒层,角蛋白中间丝与新合成的丝聚合蛋白相互作用,进一步聚集成束。接着,兜甲蛋白、内披蛋白及SPRRs等蛋白质沉积在细胞膜内侧。在正分解的细胞膜下,通过转谷氨酰胺酶的交叉连接作用,共同形成一种稳定的蛋白壳膜,即所谓的角质包膜,也称为交叉连接膜、边缘带或周边带。

这种角质包膜的形成标志着角质形成细胞分化的终末产物角质细胞的产生,是表皮作为一种防御屏障的基础。其内充满致密聚集的角蛋白纤维束。在电子显微镜下,角质包膜显示为一种约15 nm厚的电子致密带。透射电子显微镜下这种包膜内面粗糙、外表光滑。相差显微镜下由人表皮分离出的角质包膜呈两种形态:不规则形的脆弱型以及多角形的坚硬型。胶带剥脱实验所得的正常人表皮角质层显示,脆弱型几乎仅见于角质层下部与颗粒层交界处,而坚硬型主要见于表浅的角质层。这种空间位置上分布的不同可能反映了角质包膜成熟的两种不同阶段。角质包膜占整个角质层干重5%-7%,其组成为蛋白质90%,脂质10%。根据对纯化的角质包膜抗体及角质层细胞特异性抗体的反应,以及作为转谷氨酰胺酶基质的能力(即被交叉连接的能力),丝聚合蛋白(filaggrin)、内披蛋白(involucrin)、兜甲蛋白(loricrin)以及SPRR (small proline rich proteins)等蛋白是目前研究得比较清楚的几种角质包膜的主要前体成分。

表皮分化复合体

epidermal differentiation complex,EDC:近来研究表明,人染色体1q21区是参与表皮终末分化重要基因密集部位。这些基因的蛋白产物包括参与形成角质包膜的丝聚合蛋白原、兜甲蛋白、内披蛋白、SPRRs和毛透明蛋白。特别引人注目的是,这些基因与好几个Ca2+结合蛋白基因SIOOA位于同一区域,因为Ca2+水平对表皮结构蛋白基因的表达及表皮分化起着十分重要的调控作用。这些基因紧密聚集在染色体1q21区域内1.9M bpDNA节段上,其顺序为:S100 A10、毛透明蛋白、丝聚合蛋白原、内披蛋白、SPRR4、SPRR1A、SPRR3、SPRR1B、SPRR2、兜甲蛋白、S100 A9、S100A8、S100A6。鉴于这些基因进化上及结构组成上相互关联,功能上相互紧密配合,因此这些基因位点在染色体1q21区的聚集被认为形成了一种结构与功能上的基因复合体,被称为表皮分化复合体。

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