更新时间：2024-06-14 10:02
纤连蛋白存在于多种动物细胞表面的大分子细胞外膜蛋白，是细胞外基质和基底膜中的主要非胶原性糖蛋白。在细胞黏附中起中心作用，可调节细胞极性、分化和生长。经局限性蛋白酶解可切割为几个结构域，可与血纤蛋白、肝素、胶原、DNA以及细胞表面受体等结合。
纤连蛋白（fibronectin，FN）广泛存在于动物界（从淡水海绵到人类），是一种大的纤维状糖蛋白，含糖量4.5%~9.5%，其亚单位分子质量为220~250kDa，约由2500个氨基酸残基构成。不同组织来源的FN亚单位结构不尽相同，但很相似。其肽链的共同特点是由一些重复的氨基酸序列构成若干球形结构域，每个球形结构域可分别与不同的大分子或细胞表面特异性受体结合，从而使之成为多功能分子。FN在体内的分布十分广泛：以可溶形式存在于血浆及各种体液中；以不溶形式存在于细胞外基质（包括某些基膜）及细胞表面。前者称为血浆FN，后者称为细胞FN。FN主要由间质细胞（如成纤维细胞、成软骨细胞、血管内皮细胞、巨噬细胞等）产生。
纤连蛋白(fibronectin，Fn)是一种细胞外基质中的高分子量糖蛋白，主要以三种形式存在，即由肝细胞或内皮细胞生成的血浆纤连蛋白，由成纤维细胞、早期间充质细胞分泌合成的细胞纤连蛋白，以及胎盘、羊膜组织中的胎儿纤连蛋白。
纤连蛋白由两个亚基通过C末端的二硫键交联形成，每个亚基的分子量为220~250kDa，整个分子呈V型。纤连蛋白的每个亚基有数个结构域，它们由三种重复的模块(modular structures)组成，其中包括：12个纤连蛋白I型重复位点(纤连蛋白I)，2个纤连蛋白II型重复位点(纤连蛋白II)，15-17个纤连蛋白III型重复位点(纤连蛋白III)，还有2个选择性剪接位点(EIIIA和EIIIB)以及1个可变区(V)。以上各种模块组成了纤连蛋白的功能性结构域，其中包括：N末端的70kDa结构域(纤连蛋白I1-9)；120kDa的中心结合结构域(central binding domain，CBD；纤连蛋白III1-12)，以及肝素结合结构域(heparin-binding domain，HepII；纤连蛋白III12-14)。两个纤连蛋白III通过可变剪接生成ED(extradomain)A与B(血浆纤连蛋白没有EDA和EDB，但细胞纤连蛋白含有数量可变的EDA或EDB)。在血浆纤连蛋白的二聚体中，只有一个亚基包含可变区V，而绝大多数的细胞纤连蛋白都含有可变区V。纤连蛋白通过纤连蛋白III10上的精氨酸–甘氨酸–天冬氨酸序列(Arg-Gly-Asp，RGD)识别整合素异二聚体并与之结合，进而影响细胞黏附、迁移等。纤连蛋白分子也具有其他黏附位点，分别与胶原、纤维蛋白、肝素等结合，共同决定了细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的稳定性。
（1）血浆纤连蛋白 为可溶性的二聚体，由两条肽链末端形成二硫键交联组成，整个分子呈“V”形。FN参与凝血、创伤愈合、增强吞噬细胞功能等活动。正常人血浆中纤连蛋白的浓度约为0.3mg/mL，男人和老人的水平略高，妇女在行经期及妊娠后升高，分娩时达到高峰。暴发性肝损伤者血浆纤连蛋白急剧下降，某些癌症患者血浆纤连蛋白升高，腹水中的纤连蛋白浓度可协助鉴别肿瘤性腹水与非肿瘤性腹水（肿瘤性腹水中的纤连蛋白浓度显著高于非肿瘤者，两者相差10倍左右）。
（2）细胞表面纤连蛋白 为附着在细胞表面的不溶性寡聚体，在成纤维细胞表面呈纤维状，与细胞内肌动蛋白丝的走行一致，二者在组装上相互制约。例如，用细胞松弛素破坏肌动蛋白丝可导致纤连蛋白从细胞表面脱落。体外培养的细胞还常在桥粒或其附近发现纤连蛋白。当原始间质细胞分化为特定的细胞（如羊膜、牙胚及软骨细胞）后，细胞表面的纤连蛋白常消失。可见，纤连蛋白在细胞表面的表达不仅与细胞的种类有关，而且与细胞的分化阶段有关。在纤连蛋白研究史上曾引起广泛关注的是，无论体外转化的恶性细胞，还是体内生长的肿瘤细胞，细胞表面的纤连蛋白一般显著减少，甚至完全消失，同时伴有细胞内的张力纤维减少。在培养液中加入来自正常细胞的纤连蛋白后，可使恶性细胞的表型正常化，即细胞内已减少的张力纤维又增多，细胞表面增多的微绒毛及膜皱襞减少，细胞从近球形变为多突、扁平的铺展状，细胞排列亦较规整，少重叠。然而，纤连蛋白并不能改变肿瘤细胞的恶性行为（如生长失控、侵袭、转移等）。以上事实说明，细胞表面的纤连蛋白对细胞内骨架（微丝）的组装具有组织作用，并有人将纤连蛋白称为细胞外骨架。
（3）基质纤连蛋白 为高度难溶的纤维形多聚体，存在于细胞外基质中，包括细胞间质及某些基膜。纤连蛋白分子的多形性并非来自于不同的基因。肽链结构及亚单位组成不同的纤连蛋白，皆为同一基因的表达产物，该基因由70000个以上的核苷酸组成，约有50个外显子。转录后的RNA前体以不同方式剪接，而产生不同的mRNA。此外，翻译后的修饰（如糖基化）亦有差异。
纤连蛋白广泛参与细胞迁移、黏附、增殖、止血及组织修复等过程，调动单核吞噬细胞系统清除损伤组织处有害物质，具有生长因子作用。纤连蛋白作为细胞培养的基质，可提高多种细胞的贴壁率、汇合率，缩短细胞汇合时间，使细胞形态结构良好，代谢率增强，DNA、RNA及蛋白质合成速度显著提高；细胞的集落率升高，原代培养成活率提高。将纤连蛋白涂到微球载体上作为细胞大量生产的介质，可以节省空间、原料，成为应用规模细胞培养技术生产新药品的基础物质。
（1）细胞的黏附与迁移
细胞的黏附与迁移是细胞与细胞外基质进行特异性识别、结合与作用的结果。细胞外基质蛋白质分子与细胞膜相应的受体整合素之间的相互作用，是决定细胞黏附与迁移的重要机制。其中配体分子纤连蛋白与相应的整合素之间的相互作用，是细胞黏附与迁移调节的中心环节，FN可以将细胞连接到细胞外基质上。
纤连蛋白由3种类型的重复序列组成。这些重复序列组成不同的蛋白酶抗性位点结构，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。纤连蛋白分子中含有至少两种不同的细胞黏附位点区。如果纤连蛋白中的RGD序列（Arg-Gly-Asp）三肽结构区发生突变或缺失，则会导致纤连蛋白中心部位的细胞黏附活性下降。因此，纤连蛋白分子中的RGD结构位点是细胞黏附活动的重要结构基础。除了RGD结构本身外，RGD附近的结构序列位点对于RGD正常构象的维持，都有重要功能。
（2）纤连蛋白与心血管系统
纤连蛋白的表达在心血管系统的正常发育、正常生理机能的维持过程中具有重要作用，与心血管疾病的发生、发展有着极为密切的关系。
1）纤连蛋白与心脏发育：在胚胎发生过程中，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，纤连蛋白mRNA的剪切加工受到严格的调控。在胚胎发育早期EAⅢ和EBⅢ两个外显子的编码区具有共同表达的特点，而胚胎形成和器官形成之后则有选择地剪切去除，无论是纤连蛋白的总mRNA还是含有EAⅢ和EBⅢ外显子的纤连蛋白在发育过程中都逐渐下降，至成年时，心脏中的纤连蛋白的总mRNA表达水平很低，而在衰老的心脏中继续下降，纤连蛋白mRNA的选择性剪切方式也发生相应变化。心脏中的纤连蛋白主要由心脏间质细胞合成分泌，在心肌细胞前体的移行和心脏的形态学发生中具有十分重要的作用。
2）纤连蛋白与心肌肥大：动脉高压可引起心肌肥大、动脉壁肥大和血管周围硬化，这一过程中胶原和纤连蛋白基因的表达水平显著增高。对于高血压引起的心肌肥大，含有外显子EAⅢ的纤连蛋白mRNA的表达水平升高2倍以上，但含有EBⅢ外显子的纤连蛋白mRNA的表达水平并没有显著的升高。在动脉高压引起的心肌肥大的发展过程中，可见到局灶性心肌坏死，在发生坏死的病灶中，纤连蛋白mRNA的水平具有累积现象，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。成熟的血管平滑肌细胞又重新表达胎儿型的纤连蛋白，这在发生动脉粥样硬化性疾病中也能见到。
（3）纤连蛋白与结缔组织的衰老
结缔组织的衰老有三个原因：间质细胞的衰老；细胞基质合成以后的衰老；细胞与基质之间相互作用的不断变化。结缔组织的这些变化，往往见于衰老的疾病过程中，而发生衰老相关的疾病时，这些结缔组织的结构与功能将发生更为显著的改变。
多数的间质细胞具有合成细胞外基质的功能，而且这些细胞处于旺盛的有丝分裂期。体外培养的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也逐渐下降。但与这些细胞的分裂活动没有更为密切的关系。当处于有丝分裂状态的间质细胞在三维胶原基质中进行培养时，其增殖效率显著降低，体外培养其胶原合成速率的降低较其增殖功能衰退出现得早。但也有研究表明，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。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独立进行的。关于弹性蛋白受体的研究表明，在富含细胞外基质的器官中，细胞所发生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，失去其内环境稳定机制的调节，而不是其增殖潜能有何变化。基于这样的考虑，从单一的细胞水平上是很难对结缔组织的老化过程和特点进行研究的。
随着结缔组织的衰老，细胞外基质大分子衰老依赖性的变化也是显而易见的。结缔组织衰老依赖性的生物大分子的变化可以分为两种情况，一个是细胞外基质蛋白质分子合成速率的变化以及细胞外基质蛋白质分子翻译后的修饰加工的改变，生物合成以后的修饰加工过程包括逐步地与胶原纤维之间的交联；另外一个显著的变化就是弹性纤维中脂质和钙的不断累积。细胞外基质大分子的蛋白裂解降解过程也是细胞外基质生物合成以后的重要修饰方式。在纤维结缔组织的衰老过程中，弹性蛋白酶型蛋白酶表达水平也显著升高，这种弹性蛋白酶型的膜结合型的平滑肌丝氨酸蛋白酶，也可以是皮肤成纤维细胞的金属内肽酶。这种酶的表达水平和活性可以作为结缔组织衰老程度定量测定的一个指标。
（4）纤连蛋白与肿瘤转移
研究肿瘤转移的方法有多种，一种是静脉注射肿瘤细胞，然后测定转移瘤灶的数目及直径。静脉注射肿瘤细胞悬液时，瘤灶一般在肺或肝中发生。但这样忽略了肿瘤细胞从瘤组织中剥离，浸入血管等肿瘤转移的早期过程，而只是重复了血液系统肿瘤发生转移的最初步骤。另一种为自发性转移模型。在肿瘤研究中鉴定了一系列的具有高度转移特性的肿瘤和肿瘤细胞，当移植给受体动物之后可形成瘤灶，并发生转移，此时可通过定量发生转移的瘤灶数目及直径，对其转移的潜能进行测定。
根据纤连蛋白的一级结构序列，设计并合成含有RGD的序列GRGDS，研究这一多肽对于B16-F10小鼠黑色素瘤细胞在C57BL/6纯系小鼠的肺脏中形成转移瘤灶能力的影响。GRGDS多肽其血液循环中的半衰期为8分钟，可以特异性地抑制B16-F10黑色素瘤细胞在纯系小鼠肺脏中的瘤灶形成能力，而且这种抑制作用的效果是GRGDS多肽剂量依赖性的。GRGDS多肽的主要作用似乎是阻断肿瘤细胞在肺脏中的附着，而对于处于血液循环中的黑色素瘤细胞团的大小以及在肺脏中形成的瘤灶的直径没有显著影响。GRGDS多肽阻断黑色素瘤肺转移的能力，与动物缺乏血小板的正常功能以及自然杀伤细胞的功能状态无关。因此，认为多肽抑制肿瘤转移的机制可能是破坏了肿瘤细胞早期黏附的一些步骤。即使使用单一剂量的合成多肽GRGDS，也可以显著破坏黑色素瘤细胞的转移，并提高荷瘤小鼠的平均寿命。
在创伤初期的凝血阶段，纤连蛋白从血小板中释放出来，通过与血浆转谷酰胺酶与纤维蛋白交联，发挥黏附、趋化、调理和吞噬作用。纤连蛋白激活中性粒细胞，增强其黏附力，加速其向创区聚集。在创伤修复中期，纤连蛋白是成纤维细胞的重要趋化因子。当纤连蛋白与纤维蛋白交联后黏附于血凝块上，有助于成纤维细胞在其上的移动，并迅速进入伤区。进入伤区的成纤维细胞可大量分泌纤连蛋白，并与Ⅲ型胶原共同沉积在细胞间质中。在肉芽组织形成并逐渐成熟的过程中，成纤维细胞和角质细胞对纤连蛋白包裹的胶原或组织碎片有吞噬作用。在伤口边缘和肉芽组织中都有纤连蛋白附着的成纤维细胞。纤连蛋白作为一种具有重要生物学功能的基质因子，在创伤修复的各个阶段发挥了重要作用。
纤连蛋白作为细胞外基质，与喉癌、膀胱癌及胃癌等的发生、发展及预后有密切关系。喉鳞状细胞癌组织间质的变化主要受间质纤连蛋白的影响。纤连蛋白、ColⅠ和Col Ⅳ的检测对于预测颈淋巴结转移情况、确定选择性颈清扫术的时机、确定原发灶的手术范围，以及估计患者预后均有一定意义。尿纤连蛋白和尿纤连蛋白/CR可作为膀胱癌患者预后评估的有效指标。基底膜纤连蛋白及间质纤连蛋白改变的程度与肿瘤的发展及恶性程度密切相关，因而胃癌组织内纤连蛋白表达的改变可作为判断预后的指标之一，更为纤连蛋白作为肿瘤治疗的新目标提供了理论依据。
作为细胞外基质蛋白，胎儿纤连蛋白(fetal fibronectin，FFN)介导胎膜与子宫蜕膜间的相互作用。在孕早期，FFN出现于宫颈阴道分泌物中，但孕20周后，FFN阳性提示胎盘与子宫蜕膜的黏附受到破坏。