細(xì)胞連接的教案

細(xì)胞連接的教案第1頁/共37頁細(xì)胞連接類型？分布？各有什么功能？一、細(xì)胞連接第2頁/共37頁3一、細(xì)胞連接在多細(xì)胞生物的組織中，細(xì)胞與細(xì)胞間和細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間往往形成一些結(jié)構(gòu)關(guān)系，這些結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞連接(celljunctions)。

細(xì)胞黏附是細(xì)胞連接的起始，細(xì)胞連接是細(xì)胞黏附的發(fā)展。是細(xì)胞間結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)系的基本形式。第3頁/共37頁4一、細(xì)胞連接根據(jù)行使功能的不同，細(xì)胞連接可分為三類：

封閉連接(occludingjunctions)錨定連接(anchoringjunctions)通訊連接(communicatingjunctions)第4頁/共37頁5封閉連接將相鄰上皮細(xì)胞的質(zhì)膜緊密連接在一起，阻止溶液中的小分子沿細(xì)胞間隙從細(xì)胞一側(cè)滲透到另一側(cè)。兩種形式：

緊密連接間壁連接封閉連接的主要形式存在于無脊椎動(dòng)物上皮細(xì)胞的緊密連接第5頁/共37頁封閉連接

緊密連接(tightjunctions)又稱封閉小帶(zonulaoccludens)，是存在于脊椎動(dòng)物上皮細(xì)胞間以及表皮細(xì)胞間的連接，長(zhǎng)度約50-400nm，相鄰細(xì)胞之間的質(zhì)膜緊密結(jié)合，沒有縫隙。蛋白質(zhì)顆粒條索細(xì)胞頂面在連接區(qū)內(nèi)，質(zhì)膜上有許多跨膜蛋白質(zhì)分子排成分支鏈索條與相鄰細(xì)胞質(zhì)膜上的鏈索條對(duì)應(yīng)結(jié)合，將細(xì)胞間隙密封起來。第6頁/共37頁蛋白質(zhì)顆粒條索緊密連接由相鄰細(xì)胞的膜整合蛋白顆粒結(jié)合排列而成細(xì)胞側(cè)面冰凍蝕刻電鏡圖緊密連接結(jié)構(gòu)示意圖焊接線網(wǎng)絡(luò)（嵴線）第7頁/共37頁

最新研究表明：緊密連接處還有小孔溝通,允許小分子和離子從一個(gè)細(xì)胞進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。非生理側(cè)緊密連接小孔第8頁/共37頁緊密連接的主要作用：封閉相鄰細(xì)胞間的接縫，防止一些大分子在細(xì)胞間隙中自由穿行。從而迫使物質(zhì)只能穿過細(xì)胞進(jìn)入體內(nèi)，從而保證了機(jī)體內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定！緊密連接的功能(1)封閉作用:緊密連接阻止物質(zhì)穿過細(xì)胞間隙進(jìn)入體內(nèi)封閉連接第9頁/共37頁日本京都大學(xué)的ShoichiroTsukita和他的同事發(fā)現(xiàn)小鼠缺失密封蛋白Claudin-1蛋白時(shí)，皮膚就會(huì)發(fā)生泄漏！缺失Claudin-1蛋白后，實(shí)驗(yàn)小鼠的皮膚細(xì)胞仍然以分層的形式存在，個(gè)體細(xì)胞似乎也正常，但小鼠卻在1歲時(shí)脫水死亡，因?yàn)檫@些小鼠沒有了保水功能。無法形成緊密連接！YumikoKiuchi-Saishin,ShimpeiGotoh,MikioFuruse,etal.DifferentialExpressionPatternsofClaudins,TightJunctionMembraneProteins,inMouseNephronSegments.JOURNALOFTHEAMERICANSOCIETYOFNEPHROLOGY,2002,13:875-886.封閉連接第10頁/共37頁緊密連接能機(jī)械地將相臨細(xì)胞連接成一整體：如腦血屏障、血睪屏障、腸上皮細(xì)胞等。緊密連接的的存在可防止膜蛋白的自由擴(kuò)散，使膜蛋白定位于質(zhì)膜的一定區(qū)域之中。(2)膜蛋白在質(zhì)膜中的定位:(3)機(jī)械連接作用:封閉連接第11頁/共37頁錨定連接

機(jī)械地將相臨細(xì)胞或?qū)⒓?xì)胞與基膜相連形成一個(gè)牢固而有序的細(xì)胞群體或組織。廣泛存于各種上皮細(xì)胞中,特別是在受機(jī)械張力較大的組織中尤為豐富。如心臟、肌肉及上皮組織等。第12頁/共37頁

分兩類：與肌動(dòng)蛋白絲相連的稱黏著連接（黏著帶、黏著斑）；與中間纖維相連接的稱橋粒連接（橋粒、半橋粒）粘合連接(點(diǎn)狀)橋粒中間絲肌動(dòng)蛋白絲錨定連接作用圖解緊密連接第13頁/共37頁

此種連接呈帶狀，位于某些上皮細(xì)胞緊密連接的下方。黏著帶處相鄰細(xì)胞膜的間隙為20-30nm，介于緊密連接和橋粒之間。所以也被稱為中間連接或帶狀橋粒。黏著帶第14頁/共37頁

此種連接呈帶狀，位于某些上皮細(xì)胞緊密連接的下方。黏著帶處相鄰細(xì)胞膜的間隙為20-30nm，介于緊密連接和橋粒之間。所以也被稱為中間連接或帶狀橋粒。黏著帶第15頁/共37頁在粘合帶處，相鄰細(xì)胞間有間隙。間隙兩側(cè)的質(zhì)膜有伸出的跨膜蛋白，相互粘合，將相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜連在一起。粘合帶結(jié)構(gòu)圖解鈣粘蛋白粘合連接參與粘合帶的主要蛋白是鈣黏著蛋白和肌動(dòng)蛋白。黏著帶第16頁/共37頁第17頁/共37頁連接位于上皮細(xì)胞緊密連接的下方，肌動(dòng)蛋白纖維與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式。這是與黏著帶的根本區(qū)別。黏著斑功能：介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的粘著。肌動(dòng)蛋白絲束基質(zhì)整聯(lián)蛋白第18頁/共37頁粘合斑結(jié)構(gòu)與細(xì)胞骨架連接關(guān)系示意圖第19頁/共37頁①參與粘著帶連接的膜整合蛋白是鈣粘著蛋白,而參與粘著斑連接的是整聯(lián)蛋白;②粘著帶連接實(shí)際上是兩個(gè)相鄰細(xì)胞膜上的鈣粘著蛋白與鈣粘著蛋白的連接,而粘著斑連接是整聯(lián)蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)中的纖粘連蛋白的連接,因整聯(lián)蛋白是纖粘連蛋白的受體，所以粘著斑連接是通過受體與配體的結(jié)合。黏著帶與黏著斑區(qū)別第20頁/共37頁橋粒的電鏡圖象和結(jié)構(gòu)示意圖角蛋白絲角蛋白絲細(xì)胞間隙胞質(zhì)斑鈣粘蛋白連接區(qū)質(zhì)膜相鄰細(xì)胞中的中間絲通過細(xì)胞質(zhì)斑和鈣粘蛋白構(gòu)成了穿胞細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)。橋粒

(desmosomes)第21頁/共37頁存在于承受強(qiáng)拉力的組織中，如皮膚、口腔、食道等處的復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞之間和心肌中。橋粒處相鄰細(xì)胞膜間的間隙約30nm。在連接處細(xì)胞間形成紐扣狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)膜下方有一致密的細(xì)胞質(zhì)斑。相鄰兩細(xì)胞的致密斑由跨膜連接糖蛋白相互連接。橋粒

(desmosomes)第22頁/共37頁相鄰細(xì)胞中的中間絲通過細(xì)胞質(zhì)斑和鈣粘蛋白構(gòu)成了穿胞細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)；點(diǎn)狀橋粒半橋?；ぶ虚g絲(細(xì)胞骨架纖維)因此胞質(zhì)中的細(xì)胞骨架通過橋粒而相互連接成一連續(xù)纖維網(wǎng),猶如一根大梁一般支撐著整個(gè)上皮層。第23頁/共37頁橋粒主要功能點(diǎn)狀橋粒半橋?；ぶ虚g絲(細(xì)胞骨架纖維)維持上皮組織細(xì)胞的整體性增加細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度第24頁/共37頁

半橋粒半橋粒是細(xì)胞與胞外基質(zhì)間的連接形式，參與的細(xì)胞骨架仍然是中間絲，其質(zhì)膜上的跨膜粘連蛋白是整聯(lián)蛋白，與整聯(lián)蛋白相連的胞外基質(zhì)是層粘連蛋白。因?yàn)橹挥邪雮€(gè)鈕扣式結(jié)構(gòu)故而稱為半橋粒(hemi-desmosomes)。(hemi-desmosomes)第二節(jié)細(xì)胞之間的連接結(jié)構(gòu)半橋粒第25頁/共37頁半橋粒結(jié)構(gòu)示意圖整聯(lián)蛋白第26頁/共37頁半橋粒與上皮細(xì)胞間的橋粒有如下不同之處：①半橋粒只在細(xì)胞內(nèi)形成橋粒斑結(jié)構(gòu)，其另一側(cè)為基膜；②穿膜連接蛋白為整聯(lián)蛋白(integrins)家族成員（細(xì)胞外基質(zhì)的受體蛋白），而不是鈣粘蛋白(橋粒中)；③細(xì)胞內(nèi)的胞質(zhì)附著蛋白與橋粒中的不同。第27頁/共37頁間隙連接(gapjunction)化學(xué)突觸(chemicalsynapse)胞間連絲(plasmodesmata)于植物細(xì)胞間存在于大多數(shù)動(dòng)物組織中于神經(jīng)細(xì)胞間和神經(jīng)－肌肉間通訊連接第28頁/共37頁通訊連接

動(dòng)物界中所有動(dòng)物的大多數(shù)組織都存在間隙連接。在連接處細(xì)胞間有2~4nm的縫隙，故爾得名。

除骨骼肌細(xì)胞及血細(xì)胞外，幾乎所有的動(dòng)物組織細(xì)胞都利用間隙連接實(shí)現(xiàn)通訊聯(lián)系。間隙連接

(gapjunction)第29頁/共37頁間隙連接處有許多排列規(guī)則的微型管道，將相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜連接起來。這些管道由相鄰細(xì)胞各提供一半，每一半都是由6個(gè)跨膜蛋白分子圍成的結(jié)構(gòu)單元，稱為連接子(connexon)。冰凍斷裂顯示質(zhì)膜中的多個(gè)間隙連接,每一間隙連接含有數(shù)百個(gè)連接子第二節(jié)細(xì)胞之間的連接結(jié)構(gòu)第30頁/共37頁由6個(gè)亞單位構(gòu)成的連接子相鄰細(xì)胞的兩個(gè)連接子形成一個(gè)開放通道2-4nm間隙質(zhì)膜1.5nm通道連接子結(jié)構(gòu)模式圖間隙連接與連接子的電鏡照片含有數(shù)百個(gè)連接子的一個(gè)間隙連接第31頁/共37頁間隙連接在細(xì)胞間建立起通訊偶聯(lián)關(guān)系，對(duì)細(xì)胞和機(jī)體的生命活動(dòng)有著重要的影響，其主要功能有以下幾方面：

細(xì)胞分化：

協(xié)調(diào)代謝：電興奮傳導(dǎo)：為胚胎提供了一條細(xì)胞間信號(hào)傳遞的途徑，是傳遞控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的信息的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)間隙連接允許離子和小分子通過，從而可協(xié)調(diào)細(xì)胞間的代謝活動(dòng)間隙連接起傳導(dǎo)電信號(hào)的作用，可在瞬間將一些細(xì)胞的電興奮活動(dòng)傳遞到相鄰的細(xì)胞，可保證組織細(xì)胞的反應(yīng)速度和反應(yīng)的嚴(yán)格同步化；神經(jīng)末梢處——電緊張突觸第二節(jié)細(xì)胞之間的連接結(jié)構(gòu)第32頁/共37頁化學(xué)突觸

(chemicalsynapse)通訊連接存在于可興奮細(xì)胞間的細(xì)胞連接方式，它通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)興奮而得名。由突觸前膜、突觸后膜、突觸間隙組成。突觸前神經(jīng)元突起末梢膨大，稱突觸小體。突觸小體內(nèi)有突觸小泡，內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì)。通訊連接第33頁/共37頁胞間連絲(plasmodesmata)通訊連接通訊連接植物細(xì)胞間有獨(dú)特的通訊連接結(jié)構(gòu)。胞間連絲類似于動(dòng)物細(xì)胞間的間隙連接，也是在相鄰細(xì)胞間使細(xì)胞質(zhì)相連。但是二者在結(jié)構(gòu)上差別很大。第34頁/共37頁各類連接的比較第35頁/共37頁細(xì)胞連接的類型功能分類結(jié)構(gòu)分類主要分布主要功能封閉連接

緊密連接

上皮組織

連接相臨細(xì)胞、封閉細(xì)胞間隙，防止大分子從細(xì)胞間隙穿過錨定連接

連接肌動(dòng)蛋白絲機(jī)械地將相臨細(xì)胞或?qū)⒓?xì)胞與基底膜相連形成一個(gè)牢固而有序的細(xì)胞