細(xì)胞連接和細(xì)胞外基質(zhì)

1、關(guān)于細(xì)胞連接與細(xì)胞外基質(zhì)第一張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞連接 細(xì)胞與細(xì)胞之間表面某些區(qū)域已經(jīng) 特化形成的各種結(jié)構(gòu)。1、 緊密連接2、 黏合連接（橋粒）3、 間歇連接第二張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月緊密連接電鏡圖緊密連接（tight junction） 存在于脊椎動(dòng)物的上皮細(xì)胞間，長度約50-400nm，相鄰細(xì)胞之間的質(zhì)膜緊密結(jié)合，沒有縫隙。第三張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜緊密地連接在一起，無縫隙，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)緊密連接(tight junction)是封閉連接的主要形式，見于上皮細(xì)胞之間連接區(qū)域具有

2、蛋白質(zhì)焊接線，也稱嵴線，一般認(rèn)為由成串排列的特殊跨膜蛋白組成，嵴線相互交聯(lián)封閉了細(xì)胞的間隙1、封閉連接 occluding junction第四張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜緊密地連接在一起，無縫隙，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)緊密連接(tight junction)是封閉連接的主要形式，見于上皮細(xì)胞之間連接區(qū)域具有蛋白質(zhì)焊接線，也稱嵴線，一般認(rèn)為由成串排列的特殊跨膜蛋白組成，嵴線相互交聯(lián)封閉了細(xì)胞的間隙1、封閉連接 occluding junction第五張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月小腸上皮細(xì)胞緊密連接結(jié)構(gòu) A小腸上皮細(xì)胞緊密連接

3、的冰凍斷裂復(fù)型電鏡照片，示細(xì)胞微絨毛和細(xì)胞緊密連接區(qū)；B透射電鏡照片顯示相鄰細(xì)胞的緊密連接處；C緊密連接模式圖，兩個(gè)相鄰細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜通過嵴線緊緊密連接在一起第六張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月緊密連接的封閉作用第七張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月錨定連接帶狀橋粒電鏡圖 橋粒（desmosome）存在承受強(qiáng)拉力的組織中，如皮膚、口腔、食管等處的復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞之間和心肌中。第八張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有人稱為斑塊連接 (plaque junction)，通過細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及細(xì)胞骨架系統(tǒng)將相鄰細(xì)胞，或細(xì)胞與胞外基質(zhì)間連接起來。動(dòng)物組織內(nèi)廣泛存在的細(xì)胞連接方式，

4、上皮組織、心肌和子宮頸等組織中含量尤豐2、錨定連接 anchoring junction第九張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月構(gòu)成錨定連接的蛋白可分成兩類細(xì)胞內(nèi)附著蛋白(attachment proteins)：將特定的細(xì)胞骨架成分(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。第十張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月與中間纖維相連的錨定連接 橋粒(Desmosome) 半橋粒(Hemidesmosome) 與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接 粘合帶(Adhesion belt

5、) 粘合斑(Focal adhesion)第十一張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞內(nèi)錨蛋白形成獨(dú)特的盤狀胞質(zhì)致密斑，一側(cè)與細(xì)胞內(nèi)中間絲相連，另一側(cè)與粘連蛋白相連，在相鄰細(xì)胞之間形成紐扣狀結(jié)構(gòu)，分布于承受強(qiáng)拉力的組織中，如皮膚、口腔、食管、心肌中間纖維成分依細(xì)胞類型而異：上皮細(xì)胞角蛋白心肌細(xì)胞結(jié)蛋白大腦皮層細(xì)胞波形蛋白相鄰細(xì)胞的致密斑由跨膜粘連蛋白橋粒蛋白(屬于鈣黏蛋白家族)相連細(xì)胞連接錨定連接橋粒 desmosome第十二張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月半橋粒 (hemidesmosome) 為細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接結(jié)構(gòu)

6、，類似半個(gè)橋粒胞質(zhì)內(nèi)形成盤狀致密斑，與中間纖維相連跨膜連接糖蛋白是整聯(lián)蛋白（不屬于鈣黏蛋白）通過細(xì)胞質(zhì)膜上的膜蛋白整合素將上皮細(xì)胞固著在基底膜上細(xì)胞連接錨定連接半橋粒第十四張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月黏合帶 (adhesion belt) 位于某些上皮細(xì)胞緊密連接的下方，相鄰細(xì)胞間形成連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)2、錨定連接 anchoring junction相鄰細(xì)胞膜的間隙約30 nm，介于緊密連接和橋粒之間，也稱為中間連接或帶狀橋粒 (belt desmosome)第十五張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月跨膜連接糖蛋白為鈣黏蛋白 (鈣黏素, cadherin)質(zhì)膜內(nèi)側(cè)多種附著蛋白

7、形成致密斑，連接的細(xì)胞骨架成分為肌動(dòng)蛋白(actin) 微絲，形成平行于細(xì)胞膜的可收縮的纖維束第十六張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月黏合斑 (adhesion plaque, focal adhesion) 位于細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間跨膜粘連蛋白為整聯(lián)蛋白 (integrin)， 行使纖連蛋白受體功能，通過纖連蛋白與胞外基質(zhì)結(jié)合胞內(nèi)側(cè)，整聯(lián)蛋白通過某些微絲結(jié)合蛋白與肌動(dòng)蛋白纖維結(jié)合在肌腱和肌肉中常見第十七張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月通訊連接間隙連接電鏡圖第十八張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月通訊連接 (communicating junction) 介導(dǎo)相鄰細(xì)胞

8、間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、化學(xué)或電信號(hào)的傳遞，除有機(jī)械的細(xì)胞連接作用之外，還可以在細(xì)胞間形成電耦聯(lián)或代謝耦聯(lián)間隙連接 (gap junction)化學(xué)突觸 (chemical synapse)胞間連絲 (plasmodesmata)3、通訊連接第十九張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月間隙連接 分布廣泛，幾乎存在于所有的動(dòng)物組織中相鄰細(xì)胞的膜間隙為23 nm，也稱縫隙連接連接子(connexon)：構(gòu)成間隙連接的基本單位，由 6 個(gè)相同或相似的跨膜連接蛋白 connexin 環(huán)繞而成，中間孔道直徑約1.5 nm連接蛋白均含4個(gè)保守的螺旋跨膜區(qū)（1）、間隙連接(gap junction) 第二十張，P

9、PT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月功能在代謝耦聯(lián)中的作用：間隙連接能夠允許小分子代謝物和信號(hào)分子通過是細(xì)胞間代謝耦聯(lián)的基礎(chǔ)，在協(xié)調(diào)細(xì)胞群體的生物學(xué)功能方面起重要作用。在神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞過程中的作用：神經(jīng)元之間 或神經(jīng)元與效應(yīng)細(xì)胞 (如肌細(xì)胞) 之間的電突觸 (electronic synapse電信號(hào)直接通過間隙連接從突 觸前向突觸后傳導(dǎo))，傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)速度快 在卵泡和早期胚胎發(fā)育過程中的作用：卵泡的正常發(fā)育、在胚胎發(fā)育早期，存在于發(fā)育和分化的特定階段的細(xì)胞之間，提供位置信息第二十一張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）化學(xué)突觸化學(xué)突觸 (chemical synapse) 是存在

10、于可興奮細(xì)胞間的一種連接方式，通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)在信息傳遞中，有一個(gè)將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為化學(xué)信號(hào)、再轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程，因此表現(xiàn)出動(dòng)作電位在傳遞中的延遲現(xiàn)象第二十二張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）胞間連絲胞間連絲 (plasmodesmata) 是由相互連接的相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜共同組成的直徑2040 nm的管狀結(jié)構(gòu)，中央是由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)延伸形成的鏈樣管，鏈樣管和管狀質(zhì)膜之間是細(xì)胞液構(gòu)成的環(huán)孔形成細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸通路，介導(dǎo)選擇性物質(zhì)運(yùn)輸，可調(diào)節(jié)第二十三張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞連接幾種連接的比較封閉連接緊密連接上皮組織錨定連接連接肌動(dòng)蛋白黏合帶上皮組織黏合斑上皮

11、細(xì)胞基部連接中間絲橋粒心肌、表皮半橋粒上皮細(xì)胞基部通訊連接間隙連接多數(shù)動(dòng)物組織化學(xué)突觸神經(jīng)細(xì)胞間、神經(jīng)-肌肉間胞間連絲植物細(xì)胞間第二十四張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月幾種連接示意圖第二十五張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)層粘連蛋白蛋白聚糖纖連蛋白膠原 成分：結(jié)構(gòu)蛋白（膠原、彈性蛋白）、粘連糖蛋白 (層粘連蛋白、纖連蛋白)、蛋白聚糖第二十六張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1、膠原(collagen)（1）類型與分布：膠原是動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，約占人體蛋白質(zhì)總量的25以上遍布于體內(nèi)各種器官和組織，是細(xì)胞外基質(zhì)中的框架結(jié)構(gòu)，可由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、

12、成骨細(xì)胞及某些上皮細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外成纖維細(xì)胞周圍的膠原纖維 上皮組織第二十七張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)膠原已發(fā)現(xiàn)的膠原多達(dá)26種，由不同的結(jié)構(gòu)基因編碼，具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)及免疫學(xué)特性。III形成類似的纖維結(jié)構(gòu)，I型占膠原含量的90%。第二十八張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)膠原（2）基本結(jié)構(gòu)單位為原膠原：由三條多肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)，長 300 nm，直徑 1.5 nm原膠原肽鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)具有Gly-x-y重復(fù)序列，Gly為甘氨酸，x 常為脯氨酸，y 常為羥脯氨酸或羥賴氨酸原膠原分子間側(cè)向共價(jià)交聯(lián)，階梯式有序排列聚合，在電鏡下可見間隔67

13、 nm 的橫紋第二十九張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)膠原（3）合成：膠原肽鏈的翻譯在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行，合成帶有信號(hào)肽的早前膠原膠原纖維的裝配始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在高爾基體中繼續(xù)進(jìn)行（修飾、分泌），組裝完成于細(xì)胞外（4）功能：構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)膠原纖維具有很高的抗張力強(qiáng)度，膠原纖維束構(gòu)成肌腱，連接肌肉和骨骼膠原可被膠原酶特異降解，而參入到胞外基質(zhì)信號(hào)傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中第三十張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月膠原纖維的結(jié)構(gòu)與形成過程第三十一張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)胞外基質(zhì)2、彈性蛋白 elastin（

14、1）分布是彈性纖維的主要成分。彈性纖維主要存在于脈管壁及肺，少量存在于皮膚、肌腱及疏松結(jié)締組織中（2）功能：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第三十三張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)彈性蛋白（3）結(jié)構(gòu)是高度疏水的非糖基化蛋白，約含750個(gè)氨基酸殘基，富含甘氨酸和脯氨酸，沒有Gly-X-Y序列；由疏水區(qū)域和富含丙氨酸和賴氨酸的螺旋區(qū)交替排列而成特征：構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài)；通過賴氨酸殘基相互交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)第三十四張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)胞外基質(zhì)3、糖胺聚糖 和蛋白聚糖（1）糖胺聚糖 glycosaminoglycan, GAG是重復(fù)二

15、糖單位構(gòu)成的無分枝長鏈多糖二糖單位通常由氨基已糖 (氨基葡萄糖或氨基半乳糖) 和糖醛酸組成可分為 6 種：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸（HA）是唯一不硫酸化的GAG，含多達(dá)10萬個(gè)糖基。高度親水性、帶有大量負(fù)電荷可結(jié)合大量水分子，賦予組織一定的抗壓性第三十五張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)糖胺聚糖(氨基聚糖)第三十六張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）蛋白聚糖 proteoglycan見于所有結(jié)締組織和細(xì)胞外基質(zhì)及許多細(xì)胞表面是糖胺聚糖與核心蛋白共價(jià)連接形成的巨分子數(shù)百個(gè)不同的糖胺聚糖與核心蛋白 (core prote

16、in) 的絲氨酸殘基連接，形成蛋白聚糖單體a specific proteoglycan (red) and cell nuclei (blue), cells from a human heart valve 第三十七張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月若干單體通過連接蛋白(linker protein) 以非共價(jià)鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合，形成蛋白聚糖多聚體軟骨中的蛋白聚糖是已知的最 大巨分子之一，體積比細(xì)菌大蛋白聚糖(A,B)、糖胺聚糖(C)、軟骨中蛋白聚糖(D)（2）蛋白聚糖 proteoglycan第三十八張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)蛋白聚糖蛋白聚糖單體 蛋白聚糖

17、多聚體 各種氨基聚糖第三十九張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)胞外基質(zhì)4、纖連蛋白與層粘連蛋白（1）纖連蛋白 fibronectin, FN結(jié)構(gòu)：高分子糖蛋白，各亞單位在 C 端形成二硫鍵交聯(lián)已鑒定的亞單位20種以上，由同一基因編碼，轉(zhuǎn)錄后剪接差異產(chǎn)生不同的mRNA，形成不同的亞單位血漿FN為V形二聚體，存在于血漿、體液，可溶細(xì)胞FN為多聚體，存在于細(xì)胞表面及胞外基質(zhì)，不溶每個(gè)亞單位由數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成（不同的結(jié)合部位）RGD (Arg-Gly-Asp)三肽序列是細(xì)胞識(shí)別的最小結(jié)構(gòu)單位第四十張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)纖連蛋白纖維蛋白肝磷脂第四十一張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞外基質(zhì)纖連蛋白FN將細(xì)胞連接到細(xì)胞外基質(zhì)上功能：通過RGD序列與細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白的結(jié)合，將細(xì)胞與胞外基質(zhì)相連，從而介導(dǎo)細(xì)胞黏著促進(jìn)細(xì)胞遷移 (胚胎發(fā)生早期神經(jīng)脊細(xì)胞的遷移)第四十二張，PPT共四十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）層粘連蛋白 laminin, LN結(jié)構(gòu)：由1條重鏈(A)和2條輕鏈(B1, B2)借二硫鍵交聯(lián)成十字形分子，是高分子糖蛋白已發(fā)現(xiàn)由不同基因編碼的8種亞單位(1-3,1-3,1-2)，至少構(gòu)成