細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連

關(guān)于細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連第1頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第2頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五1分布:存在腔道上皮細(xì)胞管腔面頂端及腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間一、以緊密連接為特征的封閉連接3形態(tài)焊接線/嵴線:跨膜蛋白排列形成膜質(zhì)雙層外層胞質(zhì)面/P面有嵴網(wǎng),膜質(zhì)雙層內(nèi)層質(zhì)膜外側(cè)面/E面有對應(yīng)的溝2.電鏡下結(jié)構(gòu)緊密連接處，兩個(gè)相鄰細(xì)胞質(zhì)膜以斷續(xù)的點(diǎn)連在一起。特殊的跨膜蛋白排列形成蛋白質(zhì)顆粒條索，交錯成網(wǎng)狀，將細(xì)胞間隙封閉起來。第3頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第4頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第5頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第6頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五

細(xì)胞連接與細(xì)胞極性第7頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五錨定連接：是一類由細(xì)胞骨架纖維參與，存在于細(xì)胞之間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接結(jié)構(gòu)。分布：廣泛分布于各種組織，特別是在上皮、心肌和子宮頸等需要承受機(jī)械力的組織中尤為豐富。功能：形成能夠抵抗機(jī)械張力的牢固黏合，參與組織器官形態(tài)和功能的維持、細(xì)胞的遷移運(yùn)動以及發(fā)育和分化等多種過程。二、錨定連接第8頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五分類:1黏合連接:與肌動蛋白纖維相連黏合帶:細(xì)胞與細(xì)胞之間黏合斑:細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間2橋粒連接:與中間纖維相連橋粒:細(xì)胞與細(xì)胞之間半橋粒:細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間第9頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第10頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五錨定連接兩類蛋白第11頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五(一)黏合連接是由肌動蛋白纖維介導(dǎo)的錨定連接1.黏合帶存在部位：位于上皮細(xì)胞緊密連接的下方，是相鄰細(xì)胞之間形成的一個(gè)連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。分子組成：穿膜黏著蛋白

—鈣黏著蛋白(cadherin)，屬于Ca2+依賴性細(xì)胞黏附分子。胞內(nèi)區(qū)：通過細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白與肌動蛋白絲相連；胞外區(qū)：與相鄰細(xì)胞的鈣黏著蛋白胞外部分結(jié)合。錨定蛋白：α、β、γ聯(lián)蛋白、黏著斑蛋白、斑珠蛋白和α-輔肌動蛋白第12頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五功能：①使相鄰細(xì)胞的微絲束通過細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白和穿膜黏著蛋白連成廣泛的穿膜網(wǎng)，使組織連為一個(gè)堅(jiān)固的整體；②微絲束具有收縮功能，可以使上皮細(xì)胞內(nèi)陷形成管狀或泡狀原基，從而在胚胎發(fā)育形態(tài)發(fā)生中起重要作用。第13頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五黏合帶（adhesionbelt）第14頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第15頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五2.黏著斑存在部位：位于上皮細(xì)胞基底部，是細(xì)胞通過局部黏附與細(xì)胞外基質(zhì)之間形成的黏著連接。分子組成：穿膜黏著蛋白:膜整聯(lián)蛋白(integrin)（多數(shù)為α5β1）

胞外區(qū)：與細(xì)胞外基質(zhì)成分相連；胞內(nèi)區(qū)：通過錨定蛋白與肌動蛋白絲相連。錨定蛋白：踝蛋白(talin)、α-輔肌動蛋白、細(xì)絲蛋白(filamin)和紐蛋白等。功能：介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏著；參與細(xì)胞的遷移；參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。第16頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第17頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五1.橋粒存在部位：位于上皮細(xì)胞黏著帶的下方，是相鄰細(xì)胞間的一種斑點(diǎn)狀的錨定連接結(jié)構(gòu)。(二)橋粒連接是由中間纖維參與的錨定連接分子組成：①細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白：構(gòu)成橋粒斑，是中間纖維附著的部位。橋粒斑珠蛋白；橋粒斑蛋白。第18頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五②穿膜黏著蛋白

——鈣黏著蛋白家族。橋粒黏蛋白；橋粒膠蛋白。胞內(nèi)部分：與細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白構(gòu)成的橋粒斑相連。胞外部分：與相鄰細(xì)胞的穿膜黏著蛋白相連，通過依賴Ca2+的黏附機(jī)制將兩個(gè)相鄰細(xì)胞連接在一起。功能：相鄰細(xì)胞中的中間纖維通過細(xì)胞橋粒斑和穿膜黏著蛋白構(gòu)成了貫穿整個(gè)組織的整體網(wǎng)架，增強(qiáng)了組織抵抗外界壓力與張力的機(jī)械強(qiáng)度。第19頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五電鏡下橋粒處相鄰細(xì)胞膜間的間隙約30nm，在質(zhì)膜的胞質(zhì)面有一塊厚度為15-30nm的盤狀致密斑，中間纖維直接與其相連；相鄰兩細(xì)胞的致密斑由跨膜連接糖蛋白相互連接。與橋粒相連的中間纖維的成分依據(jù)不同的細(xì)胞類型而不同。第20頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五電鏡下橋粒第21頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五橋粒結(jié)構(gòu)模式圖

第22頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五

上皮細(xì)胞與基底膜之間的連接結(jié)構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)僅為橋粒的一半而得名。形態(tài)上與橋粒類似，但功能與化學(xué)組成不同。功能：把上皮細(xì)胞與其下方的基底膜連接在一起，防止機(jī)械力造成的上皮與其下方的組織剝離。2.半橋粒第23頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五化學(xué)組成：錨定蛋白——網(wǎng)蛋白(plectin），構(gòu)成胞質(zhì)斑，可與細(xì)胞內(nèi)的中間纖維相連。穿膜黏著蛋白：①整聯(lián)蛋白（α6β4），②穿膜蛋白BP180可與基底膜中層黏連蛋白（錨定纖維）發(fā)生黏附性結(jié)合，從而將細(xì)胞與基膜牢固地鉚在一起。第24頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五Hemidesmosomes第25頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五Hemidesmosomes第26頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五一種特殊的細(xì)胞連接,位于特化的具細(xì)胞間通訊作用的細(xì)胞◆具機(jī)械的細(xì)胞連接作用◆在細(xì)胞間形成電偶聯(lián)或代謝偶聯(lián),以此來傳遞信號

◆通訊連接的方式：

●間隙連接(gapjunction)●化學(xué)突觸(chemicalsynapse)

●胞間連絲(plasmodesmata):plantcellsonly三、通訊連接（communicatingjunction）第27頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五(一)間隙連接是動物組織中普遍存在的一種細(xì)胞連接方式

電鏡下結(jié)構(gòu)：間隙連接部位相鄰細(xì)胞膜之間有2~3nm的縫隙，因而間隙連接又稱縫隙連接?；窘Y(jié)構(gòu)單位——連接子(connexon)。由6個(gè)相同或相似的穿膜連接蛋白——連接子蛋白環(huán)繞而成，中央形成1.5~2nm的親水性通道。相鄰質(zhì)膜上的兩個(gè)連接子相對接而連在一起，通過中央通道使相鄰細(xì)胞質(zhì)連通。功能：加強(qiáng)相鄰細(xì)胞的連接，介導(dǎo)細(xì)胞間通訊。第28頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五間隙連接第29頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第30頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五相鄰細(xì)胞膜上的兩個(gè)連接子對接形成一個(gè)間隙連接單位。間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的。間隙連接的功能在代謝偶連、神經(jīng)沖動信息傳遞、早期胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化過程中起重要作用。第31頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第32頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五（二）突觸也是一種細(xì)胞通訊連接方式突觸：神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)細(xì)胞（如肌細(xì)胞）之間通過突觸（synapse）完成神經(jīng)沖動的傳遞。①電突觸（electronicsynapse）細(xì)胞間形成間隙連接，電沖動可直接通過間隙連接從突觸前向突觸后傳導(dǎo)，突觸速度快而準(zhǔn)確。

②化學(xué)突觸（chemicalsynapse）突觸前和突觸后細(xì)胞膜之間存在20nm寬的間隙，神經(jīng)沖動通過神經(jīng)遞質(zhì)小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后細(xì)胞，引起新的神經(jīng)沖動。有一個(gè)“電信號-化學(xué)信號-電信號”的轉(zhuǎn)換過程，是一種間接而慢速的信息傳遞形式。

第33頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五電突觸結(jié)構(gòu)示意圖A.電突觸結(jié)構(gòu)示意圖B.電突觸的間隙連接示意圖第34頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五化學(xué)突觸存在于可興奮細(xì)胞之間的細(xì)胞連接方式,它通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動。由突觸前膜(presynapticmembrane)、突觸后膜(postsynapticmembrane)和突觸間隙(synapticcleft)三部分組成第35頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五功能分類結(jié)構(gòu)分類主要特征主要分布封閉連接緊密連接相鄰細(xì)胞膜形成封閉索上皮細(xì)胞、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞錨定連接黏著連接肌動蛋白絲參與的錨定連接黏著帶細(xì)胞-細(xì)胞連接上皮細(xì)胞黏著斑細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)連接上皮細(xì)胞基底面橋粒連接中間纖維參與的錨定連接橋粒細(xì)胞-細(xì)胞連接心肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞半橋粒細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)連接上皮細(xì)胞基底面通訊連接間隙連接由連接子介導(dǎo)細(xì)胞通訊連接大多數(shù)動物組織細(xì)胞突觸連接神經(jīng)細(xì)胞突觸通訊連接神經(jīng)元和神經(jīng)-肌細(xì)胞間細(xì)胞連接的類型CellJunctionandCellAdhesion退出首頁第十章細(xì)胞連接與細(xì)胞黏附第36頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)細(xì)胞黏附細(xì)胞黏附是普遍的細(xì)胞生命現(xiàn)象之一

可發(fā)生與原核細(xì)胞或真核細(xì)胞，不同物種的同型細(xì)胞之間也可能發(fā)生第37頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞黏附的介導(dǎo)因子細(xì)胞黏附分子（celladhesionmolecule，CAM）一類廣泛存在于細(xì)胞膜上的穿膜糖蛋白，是介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間相互結(jié)合并起黏附作用的一類細(xì)胞表面分子?？纱笾路炙念悾衡}粘素、選擇素、免疫球蛋白超家族及整聯(lián)蛋白家族。共同點(diǎn)：跨膜糖蛋白，分子結(jié)構(gòu)由三部分組成：①胞外區(qū)，肽鏈的N端部分，帶有糖鏈，負(fù)責(zé)與配體的識別；②跨膜區(qū)，多為一次跨膜；③胞質(zhì)區(qū)，肽鏈的C端部分，一般較小，或與質(zhì)膜下的骨架成分直接相連，或與胞內(nèi)的化學(xué)信號分子相連，以活化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。

第38頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五3.細(xì)胞黏附分子介導(dǎo)細(xì)胞識別與黏附的方式：同親型結(jié)合（homophilicbinding）：相鄰細(xì)胞表面的同種黏附分子間的相互識別與黏附，如鈣黏著蛋白；異親型結(jié)合（heterophilicbinding）：兩相鄰細(xì)胞表面的不同種黏附分子間的相互識別與黏附，如選擇素和整聯(lián)蛋白；連接分子依賴性結(jié)合（linker-dependentbinding）：即相鄰細(xì)胞黏附分子通過連接分子中介才能相互識別與黏附。親同性親異性借連接分子第39頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五單次穿膜糖蛋白，由700～750個(gè)氨基酸殘基組成。在質(zhì)膜中常以同源二聚體的形式存在。鈣黏著蛋白分子結(jié)構(gòu)同源性很高。胞外區(qū)約由110個(gè)氨基酸殘基組成，常折疊成5個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域，可結(jié)合Ca2+，賦予鈣黏著蛋白分子剛性和強(qiáng)度。Ca2+結(jié)合越多，鈣黏著蛋白剛性越強(qiáng)。一、鈣黏著蛋白家族鈣黏著蛋白是一類依賴于Ca2+的同親型細(xì)胞黏附分子。1.鈣黏著蛋白分子結(jié)構(gòu)第40頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五

鈣黏著蛋白的結(jié)構(gòu)與功能A.一個(gè)經(jīng)典鈣黏著蛋白B.一個(gè)鈣黏著蛋白重復(fù)子的三維結(jié)構(gòu)C.Ca2+對鈣黏著蛋白的影響

第41頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五⑴介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間的同親性細(xì)胞黏附

在胚胎和成人組織中，同類細(xì)胞需要具備自我標(biāo)識與彼此黏附的特性。2.鈣黏著蛋白的功能⑵在個(gè)體發(fā)育過程中影響細(xì)胞的分化，參與組織器官的形成

通過調(diào)控鈣黏著蛋白表達(dá)的種類與數(shù)量而決定間的相互作用，影響細(xì)胞的分化。

上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)型（epithelial-mesenchymaltransition,EMT）：

上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)型為間質(zhì)細(xì)胞或間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)型為上皮細(xì)胞是一個(gè)受控的可逆過程，是細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的一種方式，其分子機(jī)制是E-鈣黏著蛋白的表達(dá)與否。第42頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞分選第43頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五⑶參與細(xì)胞之間穩(wěn)定的特化連接結(jié)構(gòu)的形成。

如參與形成黏著帶等。橋粒鈣粘素-中間纖維粘附連接鈣粘素-微絲第44頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五

鈣黏著蛋功能的喪失在惡性腫瘤的擴(kuò)散中起重要作用，如缺失E-鈣黏著蛋可導(dǎo)致上皮性腫瘤的發(fā)生；臟器纖維化病變與EMT有關(guān)，例如與腎纖維化病變直接相關(guān)的腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞絕大多數(shù)由上皮細(xì)胞經(jīng)EMT而來。3.鈣黏著蛋白與疾病第45頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五二、選擇素

選擇素是一類依賴于Ca2+的異親型細(xì)胞粘附分子，能特異性地識別其他細(xì)胞表面寡糖鏈中的特定糖基。選擇素家族成員

L-選擇素：淋巴細(xì)胞、各種白細(xì)胞P-選擇素：血小板、內(nèi)皮細(xì)胞E-選擇素：內(nèi)皮細(xì)胞第46頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五1.選擇素的分子結(jié)構(gòu)單次穿膜糖蛋白；胞外區(qū)由三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)域組成：N-末端凝集素樣結(jié)構(gòu)域：識別特異糖基，參與細(xì)胞之間選擇性黏附的重要活性部位表皮生長因子(EGF)樣結(jié)構(gòu)域補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白（CCP）結(jié)構(gòu)域

具有加強(qiáng)分子間粘附以及參與補(bǔ)體系統(tǒng)調(diào)節(jié)等作用。胞內(nèi)區(qū)可通過錨定蛋白與細(xì)胞內(nèi)微絲結(jié)合。

第47頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五三種已知選擇素的結(jié)構(gòu)示意圖A.三種選擇素的結(jié)構(gòu)B.這三種選擇素都能夠識別糖蛋白寡糖鏈末端的糖基配體并與之結(jié)合C.糖基配體的詳細(xì)結(jié)構(gòu)第48頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五參與白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞或血小板的識別與黏著，幫助白細(xì)胞從血液進(jìn)入炎癥部位。2.選擇素的功能選擇素及整聯(lián)蛋白介導(dǎo)白細(xì)胞遷移第49頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF），分子結(jié)構(gòu)中含有免疫球蛋白（Ig）的類似結(jié)構(gòu)域，一般不依賴于Ca2＋。免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域是指借二硫鍵維系的兩組反向平行β折疊結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)：胞外區(qū)由一個(gè)或多個(gè)免疫球蛋白(Ig)樣結(jié)構(gòu)域組成。每一個(gè)Ig結(jié)構(gòu)域都是由90～110個(gè)氨基酸殘基形成的緊密折疊結(jié)構(gòu)，其間有二硫鍵相連接。三、免疫球蛋白超家族第50頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五黏附方式：Ig-SF成員復(fù)雜，包括多個(gè)黏附分子家族。同親型細(xì)胞黏著：神經(jīng)細(xì)胞黏附分子（neuralcelladhesionmolecule，N-CAM）及血小板-內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子（PE-CAM）；異親型細(xì)胞黏著：細(xì)胞間黏附分子（I-CAM）及血管細(xì)胞黏附分子（V-CAM）等。

大多數(shù)Ig-SF黏附分子介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和免疫應(yīng)答所需要的細(xì)胞（巨噬細(xì)胞、其他淋巴細(xì)胞和靶細(xì)胞）之間的特異的相互作用；但一些Ig-SF成員，如N-CAM介導(dǎo)非免疫細(xì)胞的黏著。第51頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五Ig-SF黏附分子的功能⑴神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(N-CAM)胞外區(qū)有5個(gè)免疫球蛋白樣的結(jié)構(gòu)域；通過同親型黏著機(jī)制與相鄰細(xì)胞同類分子結(jié)合黏附在一起；與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、軸突的生長和再生以及突觸的形成密切相關(guān)。第52頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五⑵血管細(xì)胞黏附分子（V-CAM）通過異親型細(xì)胞黏附著機(jī)制參與細(xì)胞黏附。與白細(xì)胞表面的α4β1整聯(lián)蛋白相結(jié)合，使白細(xì)胞沿內(nèi)皮滾動并固著于炎癥部位的血管內(nèi)皮，發(fā)生鋪展，進(jìn)而分泌水解酶而穿過血管壁。⑶細(xì)胞間黏附分子（I-CAM）：有多種類型I-CAM在淋巴系統(tǒng)抗原識別、細(xì)胞毒T細(xì)胞功能發(fā)揮以及淋巴細(xì)胞的募集方面起重要作用；內(nèi)皮細(xì)胞I-CAM可通過與白細(xì)胞表面的整聯(lián)蛋白分子結(jié)合，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用。第53頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五整合素（integrin）大多為異親性CAM，其作用依賴于Ca2＋/Mg2+。介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間的相互作用及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的相互作用。幾乎所有動植物細(xì)胞均表達(dá)整合素。異二聚體，可識別RGD序列四、整聯(lián)蛋白家族第54頁，共62頁，2023年，2月20日，星期五1.整聯(lián)蛋白是由α和β兩個(gè)亞基形成的異二聚體穿膜蛋白整聯(lián)蛋白α和β亞基均由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)三個(gè)部分組成：胞外區(qū)：球狀頭部區(qū)，是整聯(lián)蛋白分子與配體結(jié)合部位；可通過自身結(jié)構(gòu)域與含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的細(xì)胞外基質(zhì)成分（纖連蛋白、層粘連蛋白、膠原等）結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏著，典型結(jié)構(gòu)有黏著斑和半橋粒。胞內(nèi)區(qū)：可通過