第三講細胞連接細胞黏附和細胞外基質(zhì)演示文稿

第三講細胞連接細胞黏附和細胞外基質(zhì)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有56頁\編輯于星期四（優(yōu)選）第三講細胞連接細胞黏附和細胞外基質(zhì)現(xiàn)在是2頁\一共有56頁\編輯于星期四3緊密連接間隙連接橋粒連接黏著連接半橋粒中間絲第一節(jié)細胞連接現(xiàn)在是3頁\一共有56頁\編輯于星期四4緊密連接橋粒間隙連接胞間連絲現(xiàn)在是4頁\一共有56頁\編輯于星期四5細胞連接Anchoringjunction錨定連接黏著帶黏著斑現(xiàn)在是5頁\一共有56頁\編輯于星期四6

細胞連接(celljunction)：指相鄰細胞接觸區(qū)域特化(局部區(qū)域特化)形成一定連接裝置。細胞連接緊密連接橋粒連接中間連接間隙連接封閉連接黏著連接將相鄰細胞的質(zhì)膜密切地連接在一起，從而阻止溶液中的分子沿細胞間隙滲入。通過骨架系統(tǒng)將細胞與相鄰細胞與基質(zhì)之間連接起來。通訊連接為動物細胞中最普通的連接方式?；瘜W(xué)突觸現(xiàn)在是6頁\一共有56頁\編輯于星期四7

緊密連接存在于脊椎動物的上皮細胞間的上端，相鄰細胞間的質(zhì)膜緊密結(jié)合，沒有縫隙。

電鏡下可看到連接區(qū)域具有蛋白質(zhì)形成的焊接線(嵴線)網(wǎng)絡(luò)，封閉細胞間的空隙。

上皮細胞層對小分子的透性與嵴線的數(shù)量有關(guān)，有些緊密連接甚至連水分子都不能透過。一、封閉／閉鎖／緊密連接

(occluding/tightjunction)現(xiàn)在是7頁\一共有56頁\編輯于星期四8小腸上皮細胞的緊密連接對Na+的滲漏程度比膀胱上皮大1萬倍。現(xiàn)在是8頁\一共有56頁\編輯于星期四9細胞膜細胞間隙蛋白質(zhì)索（嵴線）

相鄰細胞膜緊密相貼，沒有間隙，似乎融合在一起。

廣泛分布于上皮細胞向腔端，形成一條封閉帶。P面凸出的嵴網(wǎng)；相鄰細胞由跨膜連接糖蛋白組成對合封閉鏈。一、緊密連接現(xiàn)在是9頁\一共有56頁\編輯于星期四10

功能：使細胞連接在一起，并能起封閉細胞間隙的作用，阻止物質(zhì)從細胞之間通過，保證轉(zhuǎn)運活動的方向性，對維持上皮細胞層選擇性屏障作用至關(guān)重要。腫瘤↓。最新的研究認為緊密連接是多組分的、多功能的復(fù)合體，參與調(diào)控不同的生理功能，如基因表達、腫瘤抑制及細胞增殖等。現(xiàn)在是10頁\一共有56頁\編輯于星期四11二、黏著連接（adheringjunction）黏著連接又稱錨定連接(anchoringj.)，機體組織內(nèi)分布很廣泛，尤其在上皮組織，心肌和子宮頸等組織中含量最為豐富。

錨定連接將相鄰細胞的骨架系統(tǒng)或?qū)⒓毎c細胞外基質(zhì)相連形成一個堅挺、有序的細胞群體。現(xiàn)在是11頁\一共有56頁\編輯于星期四12構(gòu)成錨定連接的蛋白質(zhì)分為兩類細胞內(nèi)附著蛋白：具有將特定蛋白骨架（中間絲或微絲）附著于連接點的作用?？缒みB接糖蛋白：其胞內(nèi)部分與附著蛋白相連，胞外部分與相鄰細胞的的跨膜連接糖蛋白結(jié)合，或與細胞外基質(zhì)結(jié)合。細胞內(nèi)附著蛋白跨膜連接糖蛋白現(xiàn)在是12頁\一共有56頁\編輯于星期四13錨定連接與中間絲相關(guān)的的錨定連接橋粒與半橋粒desmosomeandhemi-與肌動蛋白纖維相關(guān)的錨定連接粘著帶和粘著斑adhesionbeltandfocaladhesion根據(jù)參與連接的細胞骨架成分黏著連接又可分為：與肌動蛋白纖維相關(guān)的黏著連接(黏著帶，黏著斑)，與中間絲相關(guān)的黏著連接（橋粒，半橋粒）?，F(xiàn)在是13頁\一共有56頁\編輯于星期四14粘著帶位于緊密連接下方

粘著帶（adhesionbelt）呈帶狀環(huán)繞細胞，一般位于上皮細胞頂側(cè)面的緊密連接下方。在粘著帶處相鄰細胞的間隙約15～20nm。1.粘著帶、粘著斑現(xiàn)在是14頁\一共有56頁\編輯于星期四15黏著帶（中間連接）：位于上皮細胞緊密連接的下方,在相鄰細胞間形成一個連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。緊密連接中間連接（黏著帶）

微絲束（肌動蛋白纖維）細胞間隙(15-20nm)黏著斑：是細胞與細胞外基質(zhì)之間的連接方式。介于緊密連接與橋粒之間所以黏著帶又稱為中間連接總之：錨定連接將相鄰細胞的骨架系統(tǒng)或?qū)⒓毎c細胞外基質(zhì)相連形成一個堅挺，有序的細胞群體。1．黏著帶、黏著斑現(xiàn)在是15頁\一共有56頁\編輯于星期四16黏著帶結(jié)構(gòu)模型鈣黏著蛋白(cadherin)現(xiàn)在是16頁\一共有56頁\編輯于星期四17橋粒位于黏著帶下方橋粒(desmosome)存在于承受強拉力的組織中，如皮膚、口腔、食管等處的復(fù)層鱗狀上皮細胞之間和心肌中。相鄰細胞間形成紐扣狀結(jié)構(gòu)，細胞膜間的間隙約30nm，質(zhì)膜下方有細胞質(zhì)附著蛋白質(zhì)，如片珠蛋白、橋粒斑蛋白(desmoplakin)等，形成一厚約15～20nm的致密斑。2.橋粒與半橋?，F(xiàn)在是17頁\一共有56頁\編輯于星期四18橋粒與半橋粒細胞膜細胞間隙橋粒蛋白中間纖維橋粒：是細胞間連接起中心作用的結(jié)構(gòu)，是兩個細胞間扣狀連接點，可使一組細胞形成一個功能單位。盤狀致密斑(15-20nm)（30nm)橋粒與半橋粒似鉚釘將相鄰細胞或細胞與基質(zhì)牢牢連接起來,起支持,附著,抵抗外界壓力與張力的作用?，F(xiàn)在是18頁\一共有56頁\編輯于星期四19橋粒的結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在是19頁\一共有56頁\編輯于星期四20半橋粒：形態(tài)與橋粒類似，是細胞與其下方的基底膜相連。細胞膜基底膜中間纖維橋粒蛋白半橋粒連接上皮細胞基面和基膜?，F(xiàn)在是20頁\一共有56頁\編輯于星期四21間隙連接電鏡照片三、通訊連接(communicatingjunction)（一）間隙連接(gapjunction)

間隙連接存在于大多數(shù)動物組織。在連接處相鄰細胞間有2～4nm的縫隙，而且連接區(qū)域比緊密連接大得多，最大直徑可達0.3μm。

在間隙與兩層質(zhì)膜中有大量蛋白質(zhì)顆粒，是構(gòu)成間隙連接的基本單位，稱連接子(connexon)，由6個相同或相似的跨膜蛋白亞單位——連接子蛋白（connexin）環(huán)繞而成，直徑8nm，中心形成一直徑約1.5nm的孔道。現(xiàn)在是21頁\一共有56頁\編輯于星期四22（一）間隙連接

連接子（connexon），間隙連接的基本單位。細胞膜細胞間隙2-3nm連接子跨膜蛋白亞單位孔道φ1.5nm個間隙連接單位8-10nm兩個連接子為一現(xiàn)在是22頁\一共有56頁\編輯于星期四23左，連接子電鏡照片；右，間隙連接模型現(xiàn)在是23頁\一共有56頁\編輯于星期四24間隙連接結(jié)構(gòu)的蛋白成分

間隙連接處相鄰細胞質(zhì)膜間的間隙為2～3nm。

連接子(connexon)

中心形成一個直徑約1.5nm的孔道。已分離20余種構(gòu)成連接子的蛋白,屬同一蛋白家族,其分子量26－60KD不等；

連接子蛋白（

connexin

）具有4個α-螺旋的跨膜區(qū)，是該蛋白家族最保守的區(qū)域。連接子蛋白的一級結(jié)構(gòu)都比較保守,并有相似的抗原性。不同類型細胞表達不同的連接子蛋白，間隙連接的孔徑與調(diào)控機制有所不同。現(xiàn)在是24頁\一共有56頁\編輯于星期四25間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機制

⑴間隙連接在代謝偶聯(lián)中的作用允許小分子代謝物和信號分子通過，是胞間代謝偶聯(lián)(coupling)的基礎(chǔ)；代謝偶聯(lián)在協(xié)調(diào)細胞群體的生物學(xué)功能方面起重要作用。⑵間隙連接在神經(jīng)沖動信息傳遞過程中的作用⑶在早期胚胎發(fā)育和細胞分化過程中的作用⑷對細胞增殖的控制

現(xiàn)在是25頁\一共有56頁\編輯于星期四26

化學(xué)突觸（synapse）是存在于可興奮細胞間的一種連接方式,其作用是通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)興奮。結(jié)構(gòu)由突觸前膜、突觸間隙及突觸后膜三部分組成。（二）化學(xué)突觸現(xiàn)在是26頁\一共有56頁\編輯于星期四27幾類細胞連接的比較現(xiàn)在是27頁\一共有56頁\編輯于星期四28第三節(jié)細胞外基質(zhì)現(xiàn)在是28頁\一共有56頁\編輯于星期四

細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix,ECM）也稱胞外基質(zhì)是指個體發(fā)育過程中，由細胞合成并分泌到細胞外的各種生物大分子，在細胞之間或細胞表面組裝成網(wǎng)絡(luò)狀的高度水合的凝膠結(jié)構(gòu)。

ECM依化學(xué)成分可分為三類：①糖胺聚糖(GAG)和蛋白聚糖(PG)；②膠原和彈性蛋白；③黏著蛋白:纖連蛋白(FN)和層粘連蛋白(LN)。

ECM的功能：對細胞和組織除了具有支持、保護和提供營養(yǎng)外，還控制細胞的遷移、增殖、分化、細胞識別、粘著、通訊聯(lián)絡(luò)、信號傳導(dǎo)、形態(tài)建成、代謝、基因的表達與調(diào)控等生理過程和炎癥、損傷與修復(fù)、免疫應(yīng)答以及腫瘤轉(zhuǎn)移等病理過程中具有重要的功能和作用?，F(xiàn)在是29頁\一共有56頁\編輯于星期四30

將不同的細胞連接在一起，以形成組織、器官的物質(zhì)基礎(chǔ)就是體內(nèi)無處不在的ECM。沒有ECM的參與，就不能構(gòu)成一個機體。

ECM不僅將各種組織連接在一起，賦予各種組織、器官的基本結(jié)構(gòu)和形狀，也賦予其力學(xué)性質(zhì)，為各種細胞組織提供附著的支架組織。

ECM結(jié)構(gòu)和功能改變將導(dǎo)致病理改變:器官組織纖維化;衰老;腫瘤惡變、轉(zhuǎn)移和侵潤;某些遺傳性疾病是由于基因突變導(dǎo)致ECM結(jié)構(gòu)和功能改變所致。細胞外基質(zhì)現(xiàn)在是30頁\一共有56頁\編輯于星期四31一、糖胺聚糖與蛋白聚糖

糖胺聚糖

(glycosaminoglycan，GAG)和蛋白聚糖(proteoglycan，PG)是一些高分子的含糖化合物，形成ECM高度親水性的凝膠。

PG與一般糖蛋白的區(qū)別：①PG含糖基種類少；②PG糖鏈由重復(fù)二糖單位組成，無分支，糖基數(shù)目多；③PG以糖為主(含量)；④多數(shù)PG含有硫酸基團(HA除外)和肝素。現(xiàn)在是31頁\一共有56頁\編輯于星期四32

（一）糖胺聚糖

GAG舊稱氨基聚糖，是由重復(fù)的二糖單位聚合而成的不分支的長鏈狀多糖，也稱粘多糖。因二糖單位中一個常為氨基己糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖）而得名，另一糖基常為糖醛酸。多數(shù)糖基硫酸化。

透明質(zhì)酸(hyaluronicacid,HA)是一種原始形式的重要的GAG，是唯一能以自由鏈形式存在于體液中的GAG。HA由N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸組成二糖單位，許多二糖單位重復(fù)聚合成直鏈狀多糖，非硫酸化，一個HA分子可包含幾千個二糖單位。

HA是增殖細胞和遷移細胞的ECM的主要成分，尤其在胚胎組織中。同時也是PG的主要結(jié)構(gòu)組分。HA在結(jié)締組織中起著強化、彈性和潤滑作用?，F(xiàn)在是32頁\一共有56頁\編輯于星期四33硫酸角質(zhì)素硫酸軟骨素硫酸軟骨素硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸蛋白聚糖構(gòu)成的模式圖現(xiàn)在是33頁\一共有56頁\編輯于星期四34硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸硫酸軟骨素蛋白聚糖蛋白聚糖多聚體現(xiàn)在是34頁\一共有56頁\編輯于星期四35（二）蛋白聚糖

PG是GAG與蛋白質(zhì)構(gòu)成的共價化合物。構(gòu)成PG的蛋白質(zhì)稱為核心蛋白(為單鏈多肽)，一個核心蛋白多肽鏈可以共價結(jié)合1～數(shù)百條GAG鏈(一般在300個糖基以下)。一種PG可含數(shù)種不同的GAG。由此可見，PG的種類是難以估量的，幾乎具有結(jié)構(gòu)的無限多樣性。

PG的生物合成：RER上合成核心蛋白，多肽鏈未完成即以O(shè)-連接或N-連接上糖基。糖鏈延長、加工修飾在高爾基體上進行，由高度特異的糖基轉(zhuǎn)移酶逐個加上糖基(并不是先合成二糖單位)。現(xiàn)在是35頁\一共有56頁\編輯于星期四36GAG和PG的功能⑴使組織具有彈性和抗壓性⑵對物質(zhì)轉(zhuǎn)運有選擇滲透性⑶傳遞信息作用⑷角膜中的PG具有透光性⑸肝素PG具有抗凝血功能⑹形態(tài)發(fā)生及創(chuàng)傷愈合⑺衰老與疾病隨年齡↑，硫酸角質(zhì)、硫酸皮膚素↑，HA↓；動脈粥樣硬化患者：血管內(nèi)皮細胞表面硫酸皮膚素PG↑，導(dǎo)致脂類沉積。肝硬化和肝癌患者血中HA含量明顯升高；粘多糖累積病：先天性缺乏降解GAG的酶.現(xiàn)在是36頁\一共有56頁\編輯于星期四37現(xiàn)在是37頁\一共有56頁\編輯于星期四38二、膠原

膠原(collagen)是ECM中最主要的水不溶性纖維蛋白，目前已發(fā)現(xiàn)的膠原類型有20多種。

Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)；但并非所有膠原都形成纖維；

Ⅰ型膠原纖維束,主要分布于皮膚、肌腱、韌帶及骨中,具有很強的抗張強度;

Ⅱ型膠原主要存在于軟骨中;

Ⅲ型形成微細的原纖維網(wǎng),廣泛分布于伸展性的組織,如疏松結(jié)締組織;

Ⅳ型形成二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu),是基膜的主要成分及支架?，F(xiàn)在是38頁\一共有56頁\編輯于星期四39

膠原分子由3條α-螺旋鏈組成，其中甘氨酸(Gly)占1/3，富含脯和賴氨酸，幾乎不含色、酪和蛋氨酸。

脯、賴氨酸常羥化為羥脯、羥賴氨酸，為膠原所特有。賴氨酸選擇性糖基化。特有三肽重復(fù)順序(Gly-X-Y)：X多為Pro、Y多為Hylys和Hyp。膠原的結(jié)構(gòu)與分子組成現(xiàn)在是39頁\一共有56頁\編輯于星期四40Ⅳ型膠原與Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型不同點

(1)α-鏈不含Gly-X-Y

，不形成α-螺旋結(jié)構(gòu)；

(2)分泌到ECM的前膠原分子保留前肽；

(3)以二聚體交聯(lián)成網(wǎng)(粉色，綠色為層黏連蛋白)，構(gòu)成基膜的骨架結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是40頁\一共有56頁\編輯于星期四41膠原產(chǎn)生與功能

(1)膠原可由成纖維細胞、軟骨細胞、成骨細胞及某些上皮細胞合成:(RER上合成前體鏈也稱前α-鏈→Glogi上羥化、糖基化及交聯(lián)前膠原分子→出胞切去前肽→膠原分子→膠原原纖維→膠原纖維)。

(2)在ECM中膠原含量最高。

(3)膠原剛性和抗張強度最大，因而它是ECM的骨架結(jié)構(gòu)。

(4)其他分子可與膠原原纖維結(jié)合共同發(fā)揮作用。現(xiàn)在是41頁\一共有56頁\編輯于星期四42膠原的發(fā)生與疾病

在胚胎形態(tài)發(fā)生時膠原的表達較高，發(fā)育不同階段表達不同類型的膠原。先天性膠原的表達或裝配異常導(dǎo)致膠原?。喝绯晒遣蝗珵棰裥湍z原合成降低；Marfan綜合征為Ⅰ型膠原C端延長；Ehter-Dantons綜合征是膠原N端延長或沒有切去前肽。各種肝、肺、皮膚病理性纖維化是由于膠原表達過度、分布和比例失調(diào)及羥化降低等。免疫性膠原病：如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、慢性腎炎可能是機體喪失對自身膠原結(jié)構(gòu)的免疫耐受性，造成自身免疫性膠原損傷引起。腫瘤細胞能釋放膠原酶，特異地分解基膜中的Ⅳ型膠原，破壞基膜結(jié)構(gòu)，為腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移、侵潤提供方便?，F(xiàn)在是42頁\一共有56頁\編輯于星期四43現(xiàn)在是43頁\一共有56頁\編輯于星期四44現(xiàn)在是44頁\一共有56頁\編輯于星期四45Marfansyndrome現(xiàn)在是45頁\一共有56頁\編輯于星期四46成骨不全Ⅰ型——

AD，發(fā)病率1/30,000。骨折、藍色鞏膜、傳導(dǎo)性耳聾?，F(xiàn)在是46頁\一共有56頁\編輯于星期四47現(xiàn)在是47頁\一共有56頁\編輯于星期四48Ehlers-Danlos綜合征

Ehlers-Danlos綜合征:遺傳異質(zhì)性，有各種亞型：EDSⅠ-EDSⅨ等，EDSⅣ型病情最嚴重(AD或AR)。皮膚彈性過度綜合癥:

系一種先天性結(jié)締組織缺陷病，臨床上主要表現(xiàn)為皮膚彈性過度、皮膚和血管脆弱和關(guān)節(jié)活動度大三個特點。本病罕見，男多于女，常有家族史，現(xiàn)在是48頁\一共有56頁\編輯于星期四49現(xiàn)在是49頁\一共有56頁\編輯于星期四50三、層粘連蛋白和纖連蛋白

非膠原糖蛋白(粘著成分)使細胞與ECM相互粘著，同時介導(dǎo)細胞運動遷移，在細胞分化和創(chuàng)傷修復(fù)中起重要作用。對細胞的存活、形狀、粘著、鋪展、遷移、增殖、分化有直接影響。這一大類非膠原糖蛋白已發(fā)現(xiàn)數(shù)十種，研究較多的是層粘連蛋白和纖連蛋白(fibronectin,FN)。現(xiàn)在是50頁\一共有56頁\編輯于星期四51（一）層粘連蛋白(laminin，LN)

LN是由三條大的肽鏈結(jié)合而成的聚合體，肽鏈通過二硫鍵構(gòu)建成“十”字形交叉，鏈中有各種球狀結(jié)構(gòu)域。構(gòu)成基膜的重要成分，使細胞附著于基膜上?，F(xiàn)在是51頁\一共有56頁\編輯于星期四52

LN與疾?。禾悄虿』颊吣I小球基膜中LN的含量減低，而血清中出現(xiàn)LN的P1片段；鏈球菌感染后的腎小球腎炎中出現(xiàn)LN抗體；酒精