醫(yī)學(xué)微生物學(xué)--細(xì)胞連接.ppt

1、第五章 細(xì)胞連接和細(xì)胞外基質(zhì),第一節(jié) 細(xì)胞連接,細(xì)胞連接的概念：多細(xì)胞有機(jī)體中，相鄰細(xì)胞之間通過(guò)形成各種連接結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)細(xì)胞的機(jī)械聯(lián)系和組織的牢固性，同時(shí)協(xié)調(diào)細(xì)胞間的代謝活動(dòng)，這種連接結(jié)構(gòu)稱(chēng)為細(xì)胞連接（cell junction）。,細(xì)胞連接的功能分類(lèi),封閉連接(occluding junction) 錨定連接(anchoring junctions) 通訊連接(communicating junctions),Tight junction,Adhesion belt,Desmosome,Gap junction,Hemidesmosome,封閉連接(occluding junction),緊

2、密連接（tight junction）是封閉連接的主要形式，存在于上皮細(xì)胞管腔端之間； 緊密連接的結(jié)構(gòu) 緊密連接的功能 形成滲漏屏障，起重要的封閉作用； 隔離作用，使游離端與基底面質(zhì)膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能； ,錨定連接(anchoring junctions),錨定連接在組織內(nèi)分布很廣泛,在上皮組織,心肌和子宮頸等組織中含量尤為豐富； 錨定連接的結(jié)構(gòu)組成 錨定連接的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)與功能,錨定連接的結(jié)構(gòu)組成,通過(guò)錨定連接將相鄰細(xì)胞的骨架系統(tǒng)或?qū)⒓?xì)胞與基質(zhì)相連形成一個(gè)堅(jiān)固、有序的細(xì)胞群體； 構(gòu)成錨定連接的蛋白可分成兩類(lèi): 細(xì)胞內(nèi)附著蛋白(attachment proteins),將特定的細(xì)胞

3、骨架成分(中間纖維或微絲)同連接復(fù)合體結(jié)合在一起； 跨膜連接的糖蛋白，其細(xì)胞內(nèi)的部分與附著蛋白相連，細(xì)胞外的部分與相鄰細(xì)胞的跨膜連接糖蛋白相互作用或與胞外基質(zhì)相互作用。,錨定連接的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)與功能,與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接 粘合帶：位于緊密連接下方,相鄰細(xì)胞間形成一個(gè)連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。間隙約1520nm； 粘合斑:細(xì)胞通過(guò)肌動(dòng)蛋白纖維和整合素(integrin）與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式； 與中間纖維相連的錨定連接 橋粒：鉚接相鄰細(xì)胞，提供細(xì)胞內(nèi)中間纖維的錨定位點(diǎn)，形成整體網(wǎng)絡(luò)，起支持和抵抗外界壓力與張力的作用。 半橋粒：半橋粒與橋粒形態(tài)類(lèi)似,但功能和化學(xué)組成不同。它通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜上的膜蛋白整

4、合素將上皮細(xì)胞固著在基底膜上, 在半橋粒中，中間纖維不是穿過(guò)而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。,通訊連接(communicating junctions),間隙連接：分布廣泛，幾乎所有的動(dòng)物組織中都存在間隙連接； 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(guò)釋放神經(jīng)遞質(zhì)來(lái)傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)。,間隙連接,間隙連接的結(jié)構(gòu) 間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制 間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的,間隙連接的結(jié)構(gòu),間隙連接處相鄰細(xì)胞質(zhì)膜間的間隙為23nm ； 連接子(connexon) 是間隙連接的基本單位。每個(gè)連接子由6個(gè)connexin分子組成； 連接單位由兩個(gè)連接子對(duì)接構(gòu)成； 連接子中心形成一個(gè)直徑約1.5nm的孔

5、道。,間隙連接在代謝偶聯(lián)中的作用 間隙連接允許小分子代謝物和信號(hào)分子通過(guò)，是細(xì)胞間代謝偶聯(lián)的基礎(chǔ)； 代謝偶聯(lián)現(xiàn)象在體外培養(yǎng)細(xì)胞中的證實(shí)； 代謝偶聯(lián)作用在協(xié)調(diào)細(xì)胞群體的生物學(xué)功能方面起重要作用。 間隙連接在神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞過(guò)程中的作用 電偶聯(lián)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的快速通訊； 間隙連接調(diào)節(jié)和修飾相互獨(dú)立的神經(jīng)元群的行為； 協(xié)調(diào)心肌細(xì)胞、小腸平滑肌的收縮。 間隙連接在早期胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化過(guò)程中的作用 胚胎發(fā)育中細(xì)胞間的偶聯(lián)提供信號(hào)物質(zhì)的通路, 從而為某一特定細(xì)胞提供它的“位置信息”，并根據(jù)其位置影響其分化； 腫瘤細(xì)胞之間間隙的連接明顯減少或消失，間隙聯(lián)接類(lèi)似“腫瘤抑制因子”。,間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的,

6、降低胞質(zhì)中的pH值和提高自由Ca2+的濃度都可以使其通透性降低； 間隙連接的通透性受兩側(cè)電壓梯度的調(diào)控及細(xì)胞外化學(xué)信號(hào)的調(diào)控； 這可能是避免由于個(gè)別細(xì)胞死亡或損傷而導(dǎo)致整片組織受害的一種保護(hù)性措施。,緊密連接的結(jié)構(gòu),Adhesion belt,Cadherin：粘連素 Catenins：鏈蛋白 Actin filament：肌動(dòng)蛋白纖維,Adhesion plaque,desmosome,橋粒斑蛋白,cadherins,integrins,間隙連接的結(jié)構(gòu),電偶聯(lián),間隙連接的通透性調(diào)節(jié),化學(xué)突觸,第二節(jié) 細(xì)胞外基質(zhì),細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix)：指分布于細(xì)胞外空間, 由

7、細(xì)胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。,成纖維細(xì)胞分泌膠原,細(xì)胞外基質(zhì)的功能,構(gòu)成支持細(xì)胞的框架，負(fù)責(zé)組織的構(gòu)建； 胞外基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)及成份的變化,改變細(xì)胞微環(huán)境從而對(duì)細(xì)胞形態(tài)、生長(zhǎng)、分裂、分化、遷移、識(shí)別、粘著和凋亡等起重要的調(diào)控作用； 促進(jìn)組織創(chuàng)傷后的再生修復(fù)； 導(dǎo)致組織的病理改變，與器官組織纖維化、腫瘤轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)等有關(guān)。,細(xì)胞外基質(zhì)分類(lèi),膠原蛋白（collagen） 彈性蛋白（elastin） 纖粘連蛋白（fibronenctin，F(xiàn)N）和層粘連蛋白（ laminin，LN） 氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG）和蛋白聚糖（proteoglycan，PG）,膠原蛋白（co

8、llagen）,膠原的結(jié)構(gòu)特征 膠原的類(lèi)型 膠原的合成 組織中膠原的分布特點(diǎn) 膠原的功能,膠原的結(jié)構(gòu)特征,動(dòng)物體內(nèi)含量最高的蛋白質(zhì)，纖維狀，不溶于水； 膠原蛋白的基本結(jié)構(gòu)單位是膠原分子； 膠原分子是由三條肽鏈盤(pán)繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)； 膠原分子肽鏈具有Gly-x-y(Gly：甘氨酸、x：脯氨酸、y：羥脯氨酸或羥賴(lài)氨酸）重復(fù)序列，對(duì)膠原蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成十分重要；,膠原的類(lèi)型,膠原的合成,組織中膠原的分布特點(diǎn),膠原的功能,膠原在胞外基質(zhì)中含量最高，剛性及抗張力強(qiáng)度最大，構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)，細(xì)胞外基質(zhì)中的其它組分通過(guò)與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體； 通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)與細(xì)胞內(nèi)骨架相互作用，影

9、響細(xì)胞的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)； 刺激上皮細(xì)胞分化，維持上皮細(xì)胞生長(zhǎng)； 細(xì)胞遷移的附著基質(zhì)，并引導(dǎo)細(xì)胞遷移。,彈性蛋白（elastin）的特征,彈性蛋白是彈性纖維的主要成分；主要存在于脈管壁及肺的基底膜。 彈性纖維與膠原纖維共同存在，分別賦予組織以彈性及抗張性。 彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，具有兩個(gè)明顯的特征: 由兩種短肽構(gòu)成，構(gòu)象呈無(wú)規(guī)則卷曲狀態(tài); 通過(guò)Lys殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),纖粘連蛋白（fibronenctin，F(xiàn)N）、層粘連蛋白（ laminin，LN）,纖粘連蛋白 纖粘連蛋白的分子特征 纖粘連蛋白的主要功能 層粘連蛋白 層粘連蛋白的分子特征 層粘連蛋白的主要功能,纖粘連蛋白的分子特征,

10、根據(jù)存在部位不同，分兩類(lèi)： 血漿纖粘連蛋白：是二聚體，由兩條相似的A鏈及B鏈組成,整個(gè)分子呈V形；可溶。 細(xì)胞纖粘連蛋白：是多聚體，不可溶。 纖粘連蛋白不同的亞單位為同一基因的表達(dá)產(chǎn)物, 每個(gè)亞單位由數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，RGD（Arg-Gly-Asp）三肽序列是為細(xì)胞識(shí)別的最小結(jié)構(gòu)單位； 纖粘連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族成員之一，在其細(xì)胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結(jié)合部位。,纖粘連蛋白的主要功能,介導(dǎo)細(xì)胞粘著，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的形狀和細(xì)胞骨架的組織，促進(jìn)細(xì)胞鋪展； 在胚胎發(fā)生過(guò)程中，纖粘連蛋白對(duì)于許多類(lèi)型細(xì)胞的遷移和分化是必須的； 在創(chuàng)傷修復(fù)中，纖粘連蛋白促進(jìn)巨噬細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞遷移到受損部位；

11、在血凝塊形成中，纖粘連蛋白促進(jìn)血小板附著于血管受損部位。,層粘連蛋白的分子特征,層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD），動(dòng)物胚胎及成體組織的基膜的主要結(jié)構(gòu)組分之一； 層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)由一條重鏈和兩條輕鏈構(gòu)成； 層粘連蛋白中至少存在兩個(gè)不同的受體結(jié)合部位： 與型膠原的結(jié)合部位； 與細(xì)胞質(zhì)膜上的整合素結(jié)合的Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。,層粘連蛋白的主要功能,是基膜的主要結(jié)構(gòu)成分，對(duì)基膜的組裝起關(guān)鍵作用； 層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用； 層粘連蛋白有助于神經(jīng)元在體外存活，在缺乏神經(jīng)生長(zhǎng)因子的情況下促神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)； 層粘連蛋白也與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。,氨基聚糖,氨基聚糖

12、是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長(zhǎng)鏈多糖 二糖單位之一是氨基己糖： (氨基葡萄糖或氨基半乳糖) + 糖醛酸； 氨基聚糖: 透明質(zhì)酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角質(zhì)素等。 透明質(zhì)酸(hyaluronic acid)及其生物學(xué)功能 透明質(zhì)酸是增殖細(xì)胞和遷移細(xì)胞的胞外基質(zhì)主要成分,也是蛋白聚糖的主要結(jié)構(gòu)組分； 透明質(zhì)酸在結(jié)締組織中起強(qiáng)化、彈性和潤(rùn)滑作用； 透明質(zhì)酸使細(xì)胞保持彼此分離,使細(xì)胞易于運(yùn)動(dòng)遷移和增殖并阻止細(xì)胞分化。,蛋白聚糖,蛋白聚糖見(jiàn)于所有結(jié)締組織和細(xì)胞外基質(zhì)及許多細(xì)胞表面； 蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白(core protein)的絲氨酸殘基共價(jià)連接形成的巨分子； 若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體； 蛋白聚糖的特性與功能： 顯著特點(diǎn)是多態(tài)性：不同的核心蛋白, 不同的氨基聚糖； 軟骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 賦予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力； 蛋白聚糖可視為細(xì)胞外的激素富集與儲(chǔ)存庫(kù)，可與多種生長(zhǎng)因子結(jié)合，完成信號(hào)的傳導(dǎo)。,為左手螺旋，每個(gè)螺旋含3個(gè)氨基酸殘基,3條鏈纏繞成超螺旋右手螺旋,Hydroproline的羥基基團(tuán)是三螺旋結(jié)構(gòu)賴(lài)以形成的氫鍵基團(tuán)； Hydroxylysine形成膠原鏈的鏈內(nèi)和鏈間的共價(jià)交聯(lián)。同時(shí)還是糖基化的位點(diǎn)。,膠原纖維之間的交聯(lián)是在賴(lài)氨酰氧化酶的催化下形成的； 如先天性的此酶缺