第17章 細胞的社會聯(lián)系課件

第17章細胞的社會聯(lián)系多細胞生物體內(nèi)沒有“孤立”的細胞通過細胞通訊、黏著、連接以及細胞與胞外基質(zhì)的相互作用構(gòu)成復(fù)雜的細胞社會決定細胞的行為和命運，包括結(jié)構(gòu)與功能分化、位置以及生死抉擇，維持機體的穩(wěn)態(tài)平衡維持機體的穩(wěn)態(tài)平衡第17章細胞的社會聯(lián)系第一節(jié)細胞連接

細胞連接(celljunction):細胞質(zhì)膜的特化區(qū)域，通過膜蛋白、細胞骨架蛋白或者胞外基質(zhì)形成的細胞與細胞之間、細胞與胞外基質(zhì)之間的連接結(jié)構(gòu)。第17章細胞的社會聯(lián)系3大類：·封閉連接·錨定連接·通訊連接Communicationjunctions通訊連接第17章細胞的社會聯(lián)系一、緊密連接（tightjunction）一般存在于上皮細胞之間冰凍斷裂復(fù)型技術(shù)顯示出它是由圍繞在細胞四周的“焊接線”形成第17章細胞的社會聯(lián)系主要功能：

形成滲透屏障eg.

血腦屏障(BBB)將電子致密物氫氧化鑭加入上皮細胞一側(cè)作為示蹤物，不能夠通過緊密連接進入細胞的另一側(cè)第17章細胞的社會聯(lián)系形成上皮細胞膜蛋白與膜脂分子側(cè)向擴散的屏障，維持上皮細胞極性第17章細胞的社會聯(lián)系緊密連接形成的滲透屏障是相對的，某些小分子可通過緊密連接，以細胞旁路途徑從上皮細胞層一側(cè)轉(zhuǎn)運或“滲漏”到另一側(cè)第17章細胞的社會聯(lián)系二、錨定連接增強組織中細胞承受機械力的能力細胞內(nèi)錨蛋白+跨膜黏附性蛋白第17章細胞的社會聯(lián)系與中間絲相連的錨定連接：橋粒與半橋粒橋粒(desmosome)：相鄰細胞內(nèi)的中間絲通過橋粒相互作用，將相鄰細胞連成一體，增強了細胞抵抗外界壓力與張力的機械強度中間絲—鈣黏蛋白橋粒結(jié)構(gòu)第17章細胞的社會聯(lián)系自身免疫缺陷病--天皰瘡:患者自身抗體結(jié)合橋?？缒ゐじ叫缘鞍踪|(zhì)，破壞橋粒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致上皮細胞間錨定連接喪失，體液滲漏而產(chǎn)生嚴重的皮膚水皰病第17章細胞的社會聯(lián)系天皰瘡小鼠模型第17章細胞的社會聯(lián)系半橋粒(hemidesmosome)：細胞與胞外基質(zhì)間的連接中間絲----整聯(lián)蛋白----層粘連蛋白通過半橋粒，上細胞可以黏著在基膜上第17章細胞的社會聯(lián)系與肌動蛋白纖維相連的錨定連接：

黏著帶與黏著斑黏著帶(adhesionbelt)

推測在動物胚胎發(fā)育形態(tài)建成過程中促使上皮細胞層彎曲形成神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)：微絲—鈣黏蛋白第17章細胞的社會聯(lián)系黏著斑(focaladhesion)細胞與胞外基質(zhì)之間的連接方式微絲—整聯(lián)蛋白維持細胞運動張力以及影響細胞生長信號傳遞第17章細胞的社會聯(lián)系三、通訊連接間隙連接(gapjunction):在動物組織細胞間分布非常廣泛,幾乎所有的動物組織細胞都利用間隙連接來進行通訊聯(lián)系第17章細胞的社會聯(lián)系在神經(jīng)沖動信息傳遞中的作用：電突觸與化學(xué)突觸傳遞信號不同，電突觸的間隙連接有利于細胞間的快速通訊第17章細胞的社會聯(lián)系結(jié)構(gòu)與成分:基本結(jié)構(gòu)單位是連接子,形成一個直徑約1.5nm的親水性通道許多間隙連接單位往往集結(jié)在一起形成大小不一的片狀結(jié)密度梯度離心技術(shù)可將質(zhì)膜上的間隙連接區(qū)域的膜片分離出來第17章細胞的社會聯(lián)系功能:代謝偶聯(lián)：﹤1×103

放射自顯影信號放射性標記胸苷TK+TK-間隙連接第17章細胞的社會聯(lián)系在胚胎早期發(fā)育中的作用：

間隙連接存在于發(fā)育與分化的特定階段的細胞之間第17章細胞的社會聯(lián)系間隙連接通透性的調(diào)節(jié)對小分子物質(zhì)的通透能力具有底物選擇性通透性受細胞質(zhì)Ca2+濃度和pH調(diào)節(jié)間隙連接的分布呈現(xiàn)動態(tài)變化G.Gaiettaetal.,Science296,503-507(2002)第17章細胞的社會聯(lián)系胞間連絲(plasmodesma)植物細胞間的通訊連接方式第17章細胞的社會聯(lián)系第二節(jié)細胞黏著及其分子基礎(chǔ)細胞連接需要細胞識別與黏著，然后在細胞骨架和跨膜蛋白參與下形成細胞連接同種類型細胞間的彼此黏著是許多組織結(jié)構(gòu)的基本特征第17章細胞的社會聯(lián)系發(fā)育過程中，細胞間的識別、黏著、分離以及遷移對胚胎發(fā)育及形態(tài)建成具有重要作用細胞識別與黏著使具有相同表面特性的細胞聚集在一起形成組織和器官第17章細胞的社會聯(lián)系鈣黏蛋白結(jié)構(gòu)與功能其胞外最后一個重復(fù)結(jié)構(gòu)域在Ca2+結(jié)合后彼此“嵌合”在一起，從而實現(xiàn)Ca2+依賴性細胞黏著第17章細胞的社會聯(lián)系細胞識別與黏著的分子基礎(chǔ)是細胞表面的細胞黏著分子(celladhesionmolecule)第17章細胞的社會聯(lián)系黏著分子是整合膜蛋白，介導(dǎo)細胞與細胞間的黏著或細胞與胞外基質(zhì)的黏著通過3種方式介導(dǎo)細胞識別與黏著

同親型結(jié)合、異親型結(jié)合、銜接分子依賴性結(jié)合第17章細胞的社會聯(lián)系鈣黏蛋白(cadherin)同親型結(jié)合、Ca2+依賴的細胞黏著糖蛋白第17章細胞的社會聯(lián)系鈣黏蛋白介導(dǎo)高度選擇性的細胞識別與黏著通過調(diào)控鈣黏蛋白的種類與數(shù)量能影響細胞間的黏著與遷移，從而影響組織分化小鼠8細胞胚胎時期，表達E-鈣黏蛋白將松散的分裂球細胞變成緊密黏合的細胞。E-鈣黏蛋白突變，會導(dǎo)致胚胎細胞的分離和死亡第17章細胞的社會聯(lián)系上皮－間質(zhì)轉(zhuǎn)型涉及E-鈣黏蛋白的表達與否KalluriR&WeinbergRA,2009第17章細胞的社會聯(lián)系癌細胞演進、干細胞分化與此有關(guān)KalluriR&WeinbergRA,2009第17章細胞的社會聯(lián)系選擇素(selectin)異親型結(jié)合、Ca2+依賴性的細胞黏著分子選擇素是跨膜蛋白，其胞外部分具有高度保守并能識別其他細胞表面特異性

寡糖鏈的凝集素（lectin）結(jié)構(gòu)域第17章細胞的社會聯(lián)系主要參與白細胞與血管內(nèi)皮細胞之間的識別與黏著，幫助白細胞經(jīng)血流進入炎癥部位第17章細胞的社會聯(lián)系免疫球蛋白超家族(IgSF)分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似結(jié)構(gòu)域的細胞黏著分子超家族(不依賴于Ca2+)大多介導(dǎo)淋巴細胞和免疫應(yīng)答所需要的細胞之間的黏著第17章細胞的社會聯(lián)系整聯(lián)蛋白(integrin)普遍存在于脊椎動物細胞表面，異親型結(jié)合、Ca2+或Mg2+依賴性的細胞黏著分子，主要介導(dǎo)細胞與胞外基質(zhì)間的黏著第17章細胞的社會聯(lián)系由α、β兩個亞基形成跨膜異二聚體第17章細胞的社會聯(lián)系整聯(lián)蛋白通過與胞內(nèi)骨架蛋白的相互作用介導(dǎo)細胞與胞外基質(zhì)的黏著這一黏著通過自身結(jié)構(gòu)域與纖連蛋白、層粘連蛋白等含有RGD三肽的胞外基質(zhì)成分結(jié)合R--精氨酸G--甘氨酸D--天冬氨酸第17章細胞的社會聯(lián)系整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號傳遞整聯(lián)蛋白參與的信號傳遞方向有“由內(nèi)向外”及“由外向內(nèi)”兩種形式涉及細胞內(nèi)外配體活化細胞表面整聯(lián)蛋白第17章細胞的社會聯(lián)系血液凝固過程：“由內(nèi)向外”傳遞信號血小板結(jié)合于受損血管或被其他可溶性信號分子作

用后引起細胞內(nèi)信號的傳遞，活化整聯(lián)蛋白構(gòu)象發(fā)生改變而被激活?；罨恼?lián)蛋白與血液凝固蛋白—纖維蛋白原結(jié)合后導(dǎo)致血小板彼此粘連在一起形成血凝塊第17章細胞的社會聯(lián)系黏著斑介導(dǎo)的錨定依賴性生長：“由外向內(nèi)”其典型信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路依賴細胞內(nèi)酪氨酸激酶—黏著斑激酶(FAK)調(diào)節(jié)細胞增殖、生長、生存、凋亡等重要生命活動第17章細胞的社會聯(lián)系第三節(jié)細胞外基質(zhì)多細胞生物除細胞外，還包括由細胞分泌的蛋白質(zhì)和多糖所構(gòu)成的細胞外基質(zhì)細胞外基質(zhì)在結(jié)締組織中含量最為豐富第17章細胞的社會聯(lián)系結(jié)締組織(ConnectiveTissue)：

骨、軟骨、角膜、肌腱、真皮第17章細胞的社會聯(lián)系動物細胞的胞外基質(zhì)成分主要有3種類型：①結(jié)構(gòu)蛋白：膠原和彈性蛋白，分別賦予胞外基質(zhì)強度和韌性；

②蛋白聚糖：由蛋白質(zhì)和多糖共價形成，高度親水，賦予胞外基質(zhì)抗壓能力；③粘連糖蛋白：纖連蛋白和層粘連蛋白，有助于細胞粘連到胞外基質(zhì)上第17章細胞的社會聯(lián)系胞外基質(zhì)不僅為組織的構(gòu)建提供了支撐框架，還對與其接觸的細胞的存活、發(fā)育、遷移、增殖、形態(tài)以及其他功能產(chǎn)生重要的調(diào)控作用第17章細胞的社會聯(lián)系膠原(collagen)結(jié)構(gòu)與類型是胞外基質(zhì)最基本成分，也是動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原，由3條α鏈多肽盤繞成3股螺旋結(jié)構(gòu)α鏈的一級結(jié)構(gòu)具有Gly-X-Y三肽重復(fù)序列第17章細胞的社會聯(lián)系第17章細胞的社會聯(lián)系合成與裝配與大多數(shù)分泌蛋白的合成、修飾類似，膠原的合成與組裝始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并在高爾基體中進行修飾，最后在細胞外組裝成膠原纖維第17章細胞的社會聯(lián)系ER合成前體

肽鏈，裝配成前膠原(procollagen)

前體

鏈兩端無Gly-X-Y重復(fù)序列前膠原在胞外被前膠原肽酶切除N-及C-末端前肽,形成膠原分子膠原分子1/4聚合裝配成膠原原纖維(collagenfibril)、膠原纖維(collagenfiber)第17章細胞的社會聯(lián)系脯氨酸和賴氨酸殘基的羥基化有助于羥基間形成氫鍵，以穩(wěn)定膠原3股螺旋結(jié)構(gòu)缺少維生素C（抗壞血酸）時，脯氨酸的羥基化受到影響，導(dǎo)致胞外基質(zhì)中膠原不斷丟失而引起血管脆性增加從而引起壞血病第17章細胞的社會聯(lián)系膠原的功能胞外基質(zhì)中的其他組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，賦予組織剛性及抗張力強度成骨缺陷?。?/p>

Ⅰ型膠原發(fā)生突變第17章細胞的社會聯(lián)系彈性蛋白(elastin)主要存在于脈管壁及肺組織構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài),通過Lys殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)第17章細胞的社會聯(lián)系與膠原纖維共同存在，分別賦予組織彈性及抗張性隨著年齡增加，彈性蛋白不斷流失，膠原鉸鏈程度增加，導(dǎo)致關(guān)節(jié)不靈活、皮膚起皺、失去彈性攝于新疆第17章細胞的社會聯(lián)系糖胺聚糖糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的不分支的長鏈多糖組成：氨基己糖+糖醛酸第17章細胞的社會聯(lián)系高度親水性的糖胺聚糖帶有大量負電荷，能夠吸引大量的陽離子，結(jié)合大量水分子糖胺聚糖像海綿一樣吸水產(chǎn)生膨壓，賦予胞外基質(zhì)抗壓的能力第17章細胞的社會聯(lián)系蛋白聚糖由糖胺聚糖(除透明質(zhì)酸外)與核心蛋白的絲氨酸殘基共價連接形成的大分子蛋白聚糖第17章細胞的社會聯(lián)系軟骨中蛋白聚糖借助連接蛋白以非共價鍵的形式與透明質(zhì)酸結(jié)合形成復(fù)合體，賦予軟骨凝膠樣特性和抗變形能力蛋白聚糖與多種生長因子結(jié)合，有利于激素分子與細胞表面受體結(jié)合

第17章細胞的社會聯(lián)系纖連蛋白和層粘連蛋白具有多個結(jié)構(gòu)域，提供胞外基質(zhì)和細胞表面受體結(jié)合位點，幫助細胞粘連在胞外基質(zhì)上,發(fā)揮“分子橋”的作用

第17章細胞的社會聯(lián)系纖連蛋白(fibronectin)有數(shù)個結(jié)構(gòu)域,能識別并結(jié)合胞外基質(zhì)組分還能識別并結(jié)合細胞表面受體(通過自身RGD三肽序列)第17章細胞的社會聯(lián)系層粘連蛋白(laminin)有多個不同的結(jié)構(gòu)域與Ⅳ型膠原、肝素、整聯(lián)蛋白等結(jié)合第17章細胞的社會聯(lián)系通過自身的RGD三肽序列與細胞質(zhì)膜上的整聯(lián)蛋白結(jié)合，將細胞錨定在基膜上第17章細胞的社會聯(lián)系基膜與細胞外被成分為Ⅳ型膠原、層粘連蛋白、巢蛋白以及基膜蛋白聚糖等對組織起結(jié)構(gòu)支撐、調(diào)節(jié)通透性等作用基膜(basallamina，basementmembrane)第17章細胞的社會聯(lián)系細胞外被(cellcoat)\糖萼(glycocalyx)細胞質(zhì)膜外表面覆蓋的一層黏多糖物質(zhì)，是細胞質(zhì)膜的正常結(jié)構(gòu)組分保護細胞膜，并在細胞識別中起重要作用第17章細胞的社會聯(lián)系植物細胞壁植物、真菌、藻類和原核細胞的胞外基質(zhì)