第十五章細(xì)胞社會的聯(lián)系細(xì)胞連接細(xì)胞黏

1、第十五章細(xì)胞社會的聯(lián)系細(xì)胞連接細(xì)胞黏細(xì)胞連接（Cell junction）是多細(xì)胞有機(jī)體中相鄰細(xì)胞之間通過細(xì)胞質(zhì)膜相互聯(lián)系，協(xié)同作用的重要組織方式。根據(jù)行使功能的不同，細(xì)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(xì)胞間封閉作用可阻止可溶性物質(zhì)從上皮細(xì)胞層的一側(cè)擴(kuò)散到另一側(cè)。隔離和支持隔離上皮細(xì)胞的游離端與，

2、基底面細(xì)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(xì)胞四周的嵴線網(wǎng)絡(luò)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(xì)胞骨架系統(tǒng)將細(xì)胞與相鄰細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)之間連接起來。分為：粘著連接（adhesion junction）粘合帶（adhesion belt）焦點(diǎn)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(zhì)膜胞質(zhì)一側(cè)與微絲相連在上皮細(xì)胞

3、中以粘著帶的形式存在粘著帶（adhesion belt）位于某些上皮細(xì)胞緊密連接的下方，相鄰細(xì)胞間形成一個(gè)連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)?？缒ぬ堑鞍祝衡}粘素家族（粘著帶處相鄰細(xì)胞間的相互作用依賴于Ca2+）胞內(nèi)連接成份：微絲與粘著帶相連的微絲在細(xì)胞中形成平行于細(xì)胞膜的可收縮的纖維束。粘著連接焦點(diǎn)粘著通過整合素將細(xì)胞的微絲與細(xì)胞外基質(zhì)相連通常是以粘著斑的形式存在粘著斑（adhesion plaque）是肌動(dòng)蛋白纖維與細(xì)胞外基質(zhì)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(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)微絲在粘著斑形成的過程中，GTP結(jié)合蛋白Rho激酶起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)

4、作用。焦點(diǎn)粘著（focal adhesion）粘著帶與粘著斑橋粒在兩個(gè)細(xì)胞間形成鈕扣式的結(jié)構(gòu)將相鄰細(xì)胞鉚接在一起跨膜糖蛋白鈣粘素家族細(xì)胞內(nèi)錨定成份中間纖維細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的中間纖維通過橋粒相互連接形成貫穿于整個(gè)組織的整體網(wǎng)絡(luò)，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(xì)胞膜間的間隙約30nm，在質(zhì)膜的胞質(zhì)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(xì)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(jù)不同的細(xì)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(xì)胞固著在基底膜上?？?/p>

5、膜糖蛋白整合素家族細(xì)胞內(nèi)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(nèi)。半橋粒細(xì)胞骨架在細(xì)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(xué)突觸(chemical synapse)神經(jīng)細(xì)胞間胞間連絲(plasmodesmata)植物細(xì)胞中間通訊連接gap-junction channel連接子相鄰細(xì)胞膜上的兩個(gè)連接子對接形成一個(gè)間隙連接單位。間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的。間隙連接的功能在代謝偶連、神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞、早期胚胎發(fā)育和細(xì)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(xì)

6、胞間的細(xì)胞連接方式，它通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳遞神經(jīng)沖動(dòng)并因此而得名。化學(xué)突觸小腸上皮細(xì)胞連接植物的胞間連絲胞間連絲細(xì)胞表面的粘連分子 同種類型細(xì)胞間的彼此粘連是許多組織結(jié)構(gòu)的基本特征。細(xì)胞與細(xì)胞間的粘連是由特定的細(xì)胞粘連分子所介導(dǎo)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(nèi)與細(xì)胞骨架成分相連； 多數(shù)要依賴Ca2+或Mg2+才起作用。 粘連分子類型及細(xì)胞間粘著方式類型 粘著方式 粘附因子介導(dǎo)的細(xì)胞粘連的3種方式兩相鄰細(xì)胞表面的同種CAM分子間的相互識別與結(jié)合（親同性粘附）兩相鄰細(xì)胞表面的不同種CAM分子間的相互識別與結(jié)合（親異性粘附）；兩相鄰細(xì)胞表面的相同CAM分子借細(xì)胞外的

7、連接分子相互識別與結(jié)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(zhì)膜整合蛋白聚糖也介導(dǎo)細(xì)胞間的粘著。鈣粘素 屬同親性依賴Ca2+的細(xì)胞粘連糖蛋白，介導(dǎo)依賴Ca2+的細(xì)胞粘著和從ECM到細(xì)胞質(zhì)傳遞信號。對胚胎發(fā)育中的細(xì)胞識別、遷移和組織分化以及成體組織器官構(gòu)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(xì)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(xì)胞與脈管內(nèi)皮細(xì)胞之間的識別與粘合，幫助白血病從血液進(jìn)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(jié)構(gòu)模型Cytoplasmic domainTransmembrane domainEGF domainShort consensus repeatLectin domain選擇素的類型和分子結(jié)構(gòu)P-selectinE-selectinL-selectin選擇素的基因表達(dá)及其調(diào)控Chromosome 1300 kbP-selectinL-selectinE-selectinPl

9、ateletesEndothelia cellsIL-1, TNF-a, LPSThrombin, Histamine蛋白酶C活化因子，補(bǔ)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(jié)構(gòu)中含有免疫球蛋白（Ig）樣結(jié)構(gòu)域的所有分子免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域系指借二硫鍵維系的兩組反向平行折疊結(jié)構(gòu)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(xì)胞粘附分子，其作用依賴于Ca2， Mg2+介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間的相互作用及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的相互作用幾乎所有動(dòng)植物細(xì)胞均表達(dá)整合素。 焦點(diǎn)粘附（

11、粘著斑）整合素-微絲半橋粒整合素-中間纖維 膜整聯(lián)蛋白（整合素）跨膜糖蛋白連接細(xì)胞骨架和細(xì)胞外基質(zhì)結(jié) 構(gòu)由兩個(gè)亞基組成的異二聚體依賴于鈣離子功 能介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)連接影響細(xì)胞形狀、增殖、分化、遷移信號轉(zhuǎn)導(dǎo)Major families of CAMs為什么她的皮膚不如年輕的時(shí)候那么水潤、光滑了？細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì)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(xì)胞壁 細(xì)胞外被(cell coat)結(jié)構(gòu)組成： 又稱糖萼(glycocalyx)指細(xì)胞質(zhì)膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質(zhì)，實(shí)際指細(xì)胞表面與質(zhì)膜中的蛋白或脂類分子共價(jià)結(jié)合的寡糖鏈

12、。功能：不僅對膜蛋白起保護(hù)作用,而且在細(xì)胞識別中起重要作用。 細(xì)胞外被細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix) 結(jié)構(gòu)組成： 指分布于細(xì)胞外空間, 由細(xì)胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 主要功能： 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)境從而對細(xì)胞形態(tài)、生長、分裂、 分化和凋亡起重要的調(diào)控作用。 胞外基質(zhì)的信號功能 細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)共同組成組織器官上皮組織的細(xì)胞外基質(zhì)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(xì)胞 軟骨細(xì)胞 成骨細(xì)胞 上皮細(xì)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(jié)構(gòu)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(qiáng)的抗張強(qiáng)度。 II型-軟骨等 III型形成細(xì)微的原纖維網(wǎng)，廣泛分布于具有伸展性的 組織如皮膚，血管及內(nèi)臟等疏松結(jié)締組織； IV型-基膜為什么膠原會呈現(xiàn)周期性橫紋？膠原的分子結(jié)構(gòu)三條多肽鏈組成的三股螺旋結(jié)構(gòu) 富含Gly（甘）,Pro（脯）和Lys（賴）三肽重復(fù)序列： Gly - X - Y X：Pro；Y：Hypro/Hylys特征性化學(xué)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(nèi)交聯(lián)膠原的分子結(jié)構(gòu)膠原的合成裝配與降解來源：成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞等合成：細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞核-內(nèi)

14、質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-分泌小泡）裝配：細(xì)胞外降解：細(xì)胞外（1）細(xì)胞內(nèi)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(yùn)輸）前肽（propeptide）：不含Gly-X-Y序列，抑制膠原在胞內(nèi)組裝。前膠原（procollagen）：帶有前肽的三股螺旋膠原分子。細(xì)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(zhuǎn)換較慢降解：膠原酶（collagenase）膠原的主要功能構(gòu)成胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)；剛性和抗張力很大使組織牢固，不易變形 ；刺激細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞分化。為什么幾百年前，遠(yuǎn)航的船員大多會因?yàn)榇蟪鲅鴨拭?？膠原與疾病1）膠原病 壞血病：Vc缺乏導(dǎo)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(gè)明顯的特征: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)。 彈性蛋白（elastin）彈性蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

16、富含Gly、Pro很少羥化，無糖基化修飾不含Gly-X-Y重復(fù)序列彈性蛋白的合成與降解合成與裝配： 胞內(nèi)：可溶性彈性蛋白原 胞外：分子交聯(lián)裝配成彈性纖維網(wǎng) 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(gòu)成。彈性蛋白的功能構(gòu)成彈性纖維網(wǎng)絡(luò)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(gòu)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(fù)的二糖單位構(gòu)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(zhì)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(zhì)素（KS）透明質(zhì)酸（HA）結(jié)構(gòu)：最簡單 不發(fā)生硫酸化 含有大量親水基團(tuán)、負(fù)電荷形態(tài)：呈無規(guī)則卷曲狀降解：透明質(zhì)酸酶透明質(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（PG）結(jié)構(gòu)： 氨基聚糖(除外HA) 與核心蛋白共價(jià)結(jié)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(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存庫，可與多種生長因子結(jié)合，完成信號的傳導(dǎo)。 粘著糖蛋白： 纖連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N） 層粘連蛋白（laminin，LN）功能：連接細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)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(xì)胞FN不溶，ECM、細(xì)胞表面纖連蛋白分子結(jié)構(gòu)由兩個(gè)亞基形成二聚體 血漿FN：兩條多肽鏈由二硫鍵交聯(lián)成二聚體 細(xì)胞FN：二聚體交聯(lián)形成多聚體含有多種大分子結(jié)合位點(diǎn)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(dǎo)細(xì)胞與ECM的粘著 有助于維持細(xì)胞形態(tài) 促進(jìn)細(xì)胞遷移 促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)和血液凝固FN將細(xì)胞連接到細(xì)胞外基質(zhì)上 層粘連蛋白(laminin)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)成細(xì)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(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 LN來源：上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肌細(xì)胞等由不同蛋白質(zhì)分子組成的糖蛋白家族與IV型膠原共同構(gòu)成基膜（BM）層粘連蛋白的分子結(jié)構(gòu)三條多肽鏈由二硫鍵交聯(lián)構(gòu)成異構(gòu)三聚體含有多種大分子結(jié)合位點(diǎn)含有RGD序列層粘連蛋白的