第十五章細胞社會的聯系細胞連接細胞黏

1、第十五章細胞社會的聯系細胞連接細胞黏細胞連接（Cell junction）是多細胞有機體中相鄰細胞之間通過細胞質膜相互聯系，協同作用的重要組織方式。根據行使功能的不同，細胞連接可以分為三大類：緊密連接 Occluding junctions (tight junctions)錨定連接 Anchoring junctions通訊連接 Communicating junctions封閉連接（occluding junctions）以緊密連接（tight junction）為典型代表緊密連接一般存在于上皮細胞間封閉作用可阻止可溶性物質從上皮細胞層的一側擴散到另一側。隔離和支持隔離上皮細胞的游離端與，

2、基底面細胞膜上的膜蛋白，以行使各自不同的膜功能。緊密連接功能緊密連接由圍繞在細胞四周的嵴線網絡而成。嵴線是成串排列的特殊跨膜蛋白(occludin，claudin) 錨定連接 （anchoring junction）通過細胞骨架系統將細胞與相鄰細胞或細胞與基質之間連接起來。分為：粘著連接（adhesion junction）粘合帶（adhesion belt）焦點粘著（focal adhesion）粘合斑（adhesion plaque）橋粒（desmosome）半橋粒（hemidesmosome）錨定連接粘著連接（adhesion junction）此種連接在質膜胞質一側與微絲相連在上皮細胞

3、中以粘著帶的形式存在粘著帶（adhesion belt）位于某些上皮細胞緊密連接的下方，相鄰細胞間形成一個連續(xù)的帶狀結構?？缒ぬ堑鞍祝衡}粘素家族（粘著帶處相鄰細胞間的相互作用依賴于Ca2+）胞內連接成份：微絲與粘著帶相連的微絲在細胞中形成平行于細胞膜的可收縮的纖維束。粘著連接焦點粘著通過整合素將細胞的微絲與細胞外基質相連通常是以粘著斑的形式存在粘著斑（adhesion plaque）是肌動蛋白纖維與細胞外基質之間的連接方式?？缒みB接糖蛋白整合素家族 integrins行使纖連蛋白受體的功能，并通過纖連蛋白與細胞外基質結合細胞內結構微絲在粘著斑形成的過程中，GTP結合蛋白Rho激酶起著關鍵的調節(jié)

4、作用。焦點粘著（focal adhesion）粘著帶與粘著斑橋粒在兩個細胞間形成鈕扣式的結構將相鄰細胞鉚接在一起跨膜糖蛋白鈣粘素家族細胞內錨定成份中間纖維細胞質內的中間纖維通過橋粒相互連接形成貫穿于整個組織的整體網絡，支持該組織并抵抗外界壓力與張力。橋粒（desmosome）電鏡下橋粒處相鄰細胞膜間的間隙約30nm，在質膜的胞質面有一塊厚度為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不同的細胞類型而不同。橋粒（desmosome）橋粒半橋粒（hemidesmosome）半橋粒通過膜蛋白將上皮細胞固著在基底膜上?？?/p>

5、膜糖蛋白整合素家族細胞內錨定成份中間纖維在半橋粒中，中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑內。半橋粒細胞骨架在細胞連接中的作用.通訊連接（communicating junction）主要包括間隙連接(gap junction)化學突觸(chemical synapse)神經細胞間胞間連絲(plasmodesmata)植物細胞中間通訊連接gap-junction channel連接子相鄰細胞膜上的兩個連接子對接形成一個間隙連接單位。間隙連接的通透性是可以調節(jié)的。間隙連接的功能在代謝偶連、神經沖動信息傳遞、早期胚胎發(fā)育和細胞分化過程中起重要作用。間隙連接電子顯微鏡觀察到的間隙連接存在于可興奮細

6、胞間的細胞連接方式，它通過釋放神經遞質來傳遞神經沖動并因此而得名。化學突觸小腸上皮細胞連接植物的胞間連絲胞間連絲細胞表面的粘連分子 同種類型細胞間的彼此粘連是許多組織結構的基本特征。細胞與細胞間的粘連是由特定的細胞粘連分子所介導的。粘連分子（CAM）的特征與類型 粘連分子均為整合膜蛋白，在胞內與細胞骨架成分相連； 多數要依賴Ca2+或Mg2+才起作用。 粘連分子類型及細胞間粘著方式類型 粘著方式 粘附因子介導的細胞粘連的3種方式兩相鄰細胞表面的同種CAM分子間的相互識別與結合（親同性粘附）兩相鄰細胞表面的不同種CAM分子間的相互識別與結合（親異性粘附）；兩相鄰細胞表面的相同CAM分子借細胞外的

7、連接分子相互識別與結合。 類型 鈣粘素（Cadherins） 選擇素（Selectin）免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF)整合素（Integrins）質膜整合蛋白聚糖也介導細胞間的粘著。鈣粘素 屬同親性依賴Ca2+的細胞粘連糖蛋白，介導依賴Ca2+的細胞粘著和從ECM到細胞質傳遞信號。對胚胎發(fā)育中的細胞識別、遷移和組織分化以及成體組織器官構成具有主要作用。 E- Cadherins(epithelial), N- Cadherins(neural) ， P- Cadherins(placental)， 橋粒鈣粘素。 親同性粘附homophilic粘附連接鈣粘素-

8、微絲橋粒鈣粘素-中間纖維細胞分選選擇素選擇素（selectin）屬親異性CAM，其作用依賴于Ca2主要參與白細胞與脈管內皮細胞之間的識別與粘合，幫助白血病從血液進入炎癥部位。已知選擇素有三種L選擇素E選擇素P選擇素選擇素結構模型Cytoplasmic domainTransmembrane domainEGF domainShort consensus repeatLectin domain選擇素的類型和分子結構P-selectinE-selectinL-selectin選擇素的基因表達及其調控Chromosome 1300 kbP-selectinL-selectinE-selectinPl

9、ateletesEndothelia cellsIL-1, TNF-a, LPSThrombin, Histamine蛋白酶C活化因子，補體蛋白片段 activegeneLeukocyteEndothelia cellsActivatingIL-1, TNF-a, LPSActomycin DCycloheximideL-selectinPSGL-1GlyCAM-1CD34MadCAM-1Sgp200Human podocalyxin-like proteinSialyl 6-sulfo Lewis XE-selectinP-selectinPSGL-1Sialyl 6-sulfo Lewis

10、 XCD24/HAS(heat stable antigen)E-selectinPSGL-1Sialyl 6-sulfo Lewis XESL-1CD44L-selectin選擇素和他們的配體免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF）包括分子結構中含有免疫球蛋白（Ig）樣結構域的所有分子免疫球蛋白樣結構域系指借二硫鍵維系的兩組反向平行折疊結構一般不依賴于Ca2同親性&異親性整合素整合素（integrin）大多為親異性細胞粘附分子，其作用依賴于Ca2， Mg2+介導細胞與細胞間的相互作用及細胞與細胞外基質間的相互作用幾乎所有動植物細胞均表達整合素。 焦點粘附（

11、粘著斑）整合素-微絲半橋粒整合素-中間纖維 膜整聯蛋白（整合素）跨膜糖蛋白連接細胞骨架和細胞外基質結 構由兩個亞基組成的異二聚體依賴于鈣離子功 能介導細胞與細胞外基質連接影響細胞形狀、增殖、分化、遷移信號轉導Major families of CAMs為什么她的皮膚不如年輕的時候那么水潤、光滑了？細胞外被與細胞外基質基本概念 膠原(collagen)彈性蛋白(elastin) 氨基聚糖和蛋白聚糖 層粘連蛋白和纖連蛋白 植物細胞壁 細胞外被(cell coat)結構組成： 又稱糖萼(glycocalyx)指細胞質膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質，實際指細胞表面與質膜中的蛋白或脂類分子共價結合的寡糖鏈

12、。功能：不僅對膜蛋白起保護作用,而且在細胞識別中起重要作用。 細胞外被細胞外基質(extracellular matrix) 結構組成： 指分布于細胞外空間, 由細胞分泌的蛋白和多糖所構成的網絡結構 主要功能： 構成支持細胞的框架，負責組織的構建； 胞外基質三維結構及成份的變化,改變細 胞微環(huán)境從而對細胞形態(tài)、生長、分裂、 分化和凋亡起重要的調控作用。 胞外基質的信號功能 細胞和細胞外基質共同組成組織器官上皮組織的細胞外基質膠原膠原（ Collagen）含量最多（25%）、分布廣泛纖維蛋白家族來源：成纖維細胞 軟骨細胞 成骨細胞 上皮細胞等膠原的主要類型膠原的主要類型及分布類型：26種 由不同

13、的結構基因編碼分布：組織特異性 I型-皮膚肌腱韌帶及骨和血管壁等，具有很強的抗張強度。 II型-軟骨等 III型形成細微的原纖維網，廣泛分布于具有伸展性的 組織如皮膚，血管及內臟等疏松結締組織； IV型-基膜為什么膠原會呈現周期性橫紋？膠原的分子結構三條多肽鏈組成的三股螺旋結構 富含Gly（甘）,Pro（脯）和Lys（賴）三肽重復序列： Gly - X - Y X：Pro；Y：Hypro/Hylys特征性化學修飾：Pro，Lys羥基化 Lys選擇性糖基化鏈及膠原分子膠原的分子間和分子內交聯膠原的分子結構膠原的合成裝配與降解來源：成纖維細胞、軟骨細胞、成骨細胞、上皮細胞等合成：細胞內（細胞核-內

14、質網-高爾基體-分泌小泡）裝配：細胞外降解：細胞外（1）細胞內合成核： hnRNA前體-mRNARER：前體鏈-（加前肽）- 前鏈-（Pro，Lys羥基化）-三螺旋- 前膠原Golgi體：前膠原（加工修飾）分泌小泡：前膠原（運輸）前肽（propeptide）：不含Gly-X-Y序列，抑制膠原在胞內組裝。前膠原（procollagen）：帶有前肽的三股螺旋膠原分子。細胞外裝配前膠原-（前肽酶切去前肽）原膠原分子（collagen molecule）-（有序排列）膠原原纖維（collagen fibril）（EM） -（成束）膠原纖維（collagen fiber）（LM）膠原的胞外降解膠原存在分

15、布穩(wěn)定，更新轉換較慢降解：膠原酶（collagenase）膠原的主要功能構成胞外基質的骨架結構；剛性和抗張力很大使組織牢固，不易變形 ；刺激細胞增殖，誘導細胞分化。為什么幾百年前，遠航的船員大多會因為大出血而喪命？膠原與疾病1）膠原病 壞血?。篤c缺乏導致膠原生成障礙，血管、皮膚等變脆易出血。2）腫瘤彈性蛋白（elastin）彈性蛋白彈性蛋白是彈性纖維的主要成分；主要存在于脈管壁及肺。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，具有兩個明顯的特征:構象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài);通過Lys殘基相互交連成網狀結構。 彈性蛋白（elastin）彈性蛋白的結構特點

16、富含Gly、Pro很少羥化，無糖基化修飾不含Gly-X-Y重復序列彈性蛋白的合成與降解合成與裝配： 胞內：可溶性彈性蛋白原 胞外：分子交聯裝配成彈性纖維網 降解：彈性蛋白酶彈性纖維（elastic fiber）由彈性蛋白及其表面的微原纖維（microfibils）構成。彈性蛋白的功能構成彈性纖維網絡的主要成分賦予組織彈性 糖胺聚糖和蛋白聚糖高分子量的含糖化合物 氨基聚糖：多糖 蛋白聚糖：糖蛋白構成親水性凝膠賦予組織彈性、抗壓性氨基聚糖 （GAG）糖胺聚糖是由重復的二糖單位構成的長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 （GAG）分類 透明質酸（HA） 硫

17、酸軟骨素（CS） 硫酸皮膚素（DS） 硫酸乙酰肝素（HS） 肝素 硫酸角質素（KS）透明質酸（HA）結構：最簡單 不發(fā)生硫酸化 含有大量親水基團、負電荷形態(tài)：呈無規(guī)則卷曲狀降解：透明質酸酶透明質酸(hyaluronic acid)及其生物學功能透明質酸是增殖細胞和遷移細胞的胞外基質主要成分,也是蛋白聚糖的主要結構組分透明質酸在結締組織中起強化、彈性和潤滑作用 透明質酸使細胞保持彼此分離,使細胞易于運動遷移和增殖并阻止細胞分化 蛋白聚糖（PG）結構： 氨基聚糖(除外HA) 與核心蛋白共價結合成的糖蛋白GAG（除HA） PG（單體） 核心蛋白 連接蛋白 PG（多聚體） HA 蛋白聚糖蛋白聚糖的特性

18、顯著特點是多態(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；蛋白聚糖可視為細胞外的激素富集與儲存庫，可與多種生長因子結合，完成信號的傳導。 粘著糖蛋白： 纖連蛋白（fibronectin，FN） 層粘連蛋白（laminin，LN）功能：連接細胞與細胞外基質層粘連蛋白與纖連蛋白纖連蛋白 FN分布廣泛： 血漿FN可溶，血漿； 細胞FN不溶，ECM、細胞表面纖連蛋白分子結構由兩個亞基形成二聚體 血漿FN：兩條多肽鏈由二硫鍵交聯成二聚體 細胞FN：二聚體交聯形成多聚體含有多種大分子結合位點纖連蛋白纖連蛋白含有特殊的短肽序列，可被FN受體識別

19、 RGD序列：Arg-Gly-Asp RGDS序列：Arg-Gly-Asp-SerRGD序列：FN及其他ECM中所含有的可被膜整合素識別的Arg-Gly-Asp三肽序列。纖連蛋白功能 介導細胞與ECM的粘著 有助于維持細胞形態(tài) 促進細胞遷移 促進創(chuàng)面修復和血液凝固FN將細胞連接到細胞外基質上 層粘連蛋白(laminin)層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,動物胚胎及成體組織的基膜的主要結構組分之一；層粘連蛋白的結構由一條重鏈和兩條輕鏈構成細胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上；層粘連蛋白中至少存在兩個不同的受體結合部位： 與型膠原的結合部位； 與細胞質膜上的整合素結合的 Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。層粘連蛋白 LN來源：上皮細胞、內皮細胞、肌細胞等由不同蛋白質分子組成的糖蛋白家族與IV型膠原共同構成基膜（BM）層粘連蛋白的分子結構三條多肽鏈由二硫鍵交聯構成異構三聚體含有多種大分子結合位點含有RGD序列層粘連蛋白的