細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連

1、細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 2教學(xué)基本要求1.掌握細(xì)胞連接的類型2.掌握緊密連接、錨定連接和間隙連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能3.掌握鈣粘素、選擇素、免疫球蛋白超家族及膜整聯(lián)蛋白家族等細(xì)胞粘附分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能4.熟悉化學(xué)突觸的基本功能5.了解細(xì)胞連接、細(xì)胞粘附分子與疾病的關(guān)系 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 3細(xì)胞連接和細(xì)胞粘連是多細(xì)胞生物細(xì)胞間結(jié)構(gòu)及功能聯(lián)系的基本形式，有了細(xì)胞連接和粘連多細(xì)胞生物才能形成結(jié)構(gòu)完整的機(jī)體。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 4第一節(jié) 細(xì)胞連接細(xì)胞連接結(jié)構(gòu)的類型細(xì)胞連接封閉連接錨定連接通訊連接間隙連接化學(xué)突觸胞間連絲(緊密連接)粘合連接橋粒連接粘合帶黏著斑橋粒半橋粒 細(xì)胞生物學(xué)與遺

2、傳學(xué) 5表10-1 動物細(xì)胞不同類型細(xì)胞連接特征比較類型分布特點(diǎn)構(gòu)成成分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要功能封閉連接上皮細(xì)胞腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞封閉蛋白、密封蛋白等數(shù)十種跨膜糖蛋白連接處點(diǎn)狀融合形成封閉鏈相鄰膜間無隙連接、封閉細(xì)胞與細(xì)胞粘合帶上皮細(xì)胞及各種組織細(xì)胞1.鈣粘素類跨膜蛋白2.胞內(nèi)錨定蛋白3.微絲連接處有1520 nm縫隙連接細(xì)胞與細(xì)胞，傳遞收縮力粘著斑上皮細(xì)胞基底部1.膜整聯(lián)蛋白2.胞內(nèi)錨定蛋白3.微絲相當(dāng)于粘合帶的半邊連接細(xì)胞與胞外基質(zhì)，傳遞收縮力 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 6表10-1 動物細(xì)胞不同類型細(xì)胞連接特征比較類型分布特點(diǎn)構(gòu)成成分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要功能橋粒各種組織尤其上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞子宮鈣粘素類跨膜糖蛋白

3、、錨定蛋白(橋粒珠蛋白和橋粒斑蛋白)、中間纖維連接處有30 nm縫隙連接細(xì)胞與細(xì)胞，抵御拉力半橋粒上皮細(xì)胞基底面膜整聯(lián)蛋白、錨定蛋白(網(wǎng)蛋白)、中間纖維相當(dāng)于半個點(diǎn)狀橋粒連接細(xì)胞與胞外基質(zhì)，抵御拉力 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 7表10-1 動物細(xì)胞不同類型細(xì)胞連接特征比較類型分布特點(diǎn)構(gòu)成成分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要功能間隙連接各種組織細(xì)胞連接蛋白構(gòu)成連接子連接子一一對應(yīng)形成筒狀小體細(xì)胞連接胞間通訊化學(xué)突觸可興奮細(xì)胞間神經(jīng)遞質(zhì)無特殊結(jié)構(gòu)，靠神經(jīng)遞質(zhì)在突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜間傳遞信號（電信號-化學(xué)信號-電信號）細(xì)胞通訊興奮或抑制效應(yīng)細(xì)胞通訊連接對細(xì)胞之間的功能合作協(xié)調(diào)十分重要。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 8第二節(jié)

4、細(xì)胞粘附分子與細(xì)胞粘連概述1.細(xì)胞粘連（cell adhesion）是細(xì)胞間相互聚集，但不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)聯(lián)系的現(xiàn)象。如盤藻、空球藻的粘附，精卵受精，細(xì)胞融合等，細(xì)胞粘連是由細(xì)胞粘附分子執(zhí)行的。2.細(xì)胞粘附分子(cell adhesion molecule, CAM)是廣泛存在于細(xì)胞膜上的一類跨膜糖蛋白。據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用方式分4類，100余種。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 9細(xì)胞粘附分子的主要類型與特征粘附分子類型主要種類Ca2+/Mg2+依賴性細(xì)胞內(nèi)連接的細(xì)胞骨架成分與細(xì)胞連接的關(guān)系細(xì)胞與細(xì)胞粘附類鈣粘素類E, N, P-鈣粘蛋白+肌動蛋白纖維粘合帶橋粒-鈣粘蛋白+中間纖維橋粒選擇素類P-選擇素+-免疫球蛋

5、白類神經(jīng)細(xì)胞粘附分子-血細(xì)胞整聯(lián)蛋白類L2+肌動蛋白纖維-細(xì)胞與基質(zhì)粘附類整聯(lián)蛋白20多種類型+肌動蛋白纖維粘著斑64+中間纖維半橋粒 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 103. 結(jié)構(gòu)分三部分：（1）胞外區(qū)：N端部分，較長，有糖鏈，識別配體；（2）跨膜區(qū)：多為一次跨膜，疏水區(qū)；（3）胞質(zhì)區(qū)：C端部分，與膜下骨架成分或信號傳導(dǎo)分子結(jié)合。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 114. 功能：是在細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間起粘附作用，其活性大多依賴于Ca2+或Mg2+。5.細(xì)胞粘連的形式：（1）同親型（2）異親型（3）連接分子 依賴型 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 12一、鈣粘素家族鈣粘素也稱鈣粘蛋白，粘附同類細(xì)胞，活性依賴Ca

6、2+。鈣粘素(cadherin)家族部分成員名稱主要分布與細(xì)胞連接的關(guān)系在小鼠中失活后的表現(xiàn)E-鈣粘素上皮細(xì)胞粘合連接胚泡細(xì)胞不能聚集在一起，死于胚泡期N-鈣粘素神經(jīng), 心臟骨骼肌, 纖維母細(xì)胞粘合連接化學(xué)突觸因心臟缺陷死于胚胎時期P-鈣粘素胎盤, 表皮粘合連接乳腺發(fā)育異常VE-鈣粘素血管內(nèi)皮細(xì)胞粘合連接血管發(fā)育異常（因內(nèi)皮細(xì)胞凋亡） 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 131.鈣粘素分子的結(jié)構(gòu)（1）單次跨膜蛋白，由700750個氨基酸殘基構(gòu)成（2）在質(zhì)膜中常以同源二聚體的形式存在，鈣粘素分子結(jié)構(gòu)同源性很高（3）胞外區(qū)長折疊成5個重復(fù)結(jié)構(gòu)域，可結(jié)合Ca2+，賦予鈣粘素分子剛性和強(qiáng)度，Ca2+結(jié)合越多，鈣粘素剛

7、性越強(qiáng)。2.鈣粘素的功能（1）介導(dǎo)同類細(xì)胞之間的黏附（2）參與細(xì)胞連接結(jié)構(gòu)（3）影響細(xì)胞分化，參與組織器官形成 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 14二、選擇素選擇素（selectin）粘附異類細(xì)胞，活性依賴Ca2+。選擇素類細(xì)胞粘附分子有：L-選擇素：淋巴細(xì)胞，各種白細(xì)胞P-選擇素：血小板，內(nèi)皮細(xì)胞E-選擇素：內(nèi)皮細(xì)胞1.選擇素的分子結(jié)構(gòu)（1）單次跨膜（2）胞外區(qū)有三個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)閾：N-末端凝集素結(jié)構(gòu)閾，表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)閾和補(bǔ)體結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)閾。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 152.選擇素的功能參與血管內(nèi)皮細(xì)胞與白細(xì)胞或血小板的識別與黏附，幫助白細(xì)胞從血液進(jìn)入炎癥部位和傷口凝血。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 16三、免疫

8、球蛋白超家族免疫球蛋白超家族(immunoglobin-superfamily, Ig-SF)是一類分子結(jié)構(gòu)中含有類似免疫球蛋白結(jié)構(gòu)閾不依賴Ca2+的細(xì)胞粘附分子有的介導(dǎo)同類細(xì)胞粘附，有的介導(dǎo)異類細(xì)胞粘附大多數(shù)介導(dǎo)淋巴細(xì)胞與巨噬細(xì)胞、其它淋巴細(xì)胞和靶細(xì)胞之間的粘附 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 171.結(jié)構(gòu)：胞外區(qū)由一個或多個免疫球蛋白(Ig)樣結(jié)構(gòu)閾組成。每一個Ig結(jié)構(gòu)閾都是由90110個氨基酸殘基形成的緊密折疊結(jié)構(gòu)，其間有二硫鍵相連。了解最清楚的是神經(jīng)細(xì)胞粘附分子(N-CAM), 胞外區(qū)都有5個Ig結(jié)構(gòu)閾。2.功能：粘附同類細(xì)胞或一類細(xì)胞；神經(jīng)細(xì)胞粘附分子與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、突觸的形成、生長與再生密切

9、相關(guān)。 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 18四、整聯(lián)蛋白家族整聯(lián)蛋白也稱整合素(intergrin)，活性依賴Ca2+或Mg2+。1.整聯(lián)蛋白的結(jié)構(gòu)（1）由和兩個亞單位構(gòu)成，每個亞單位都分胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)（2）胞外區(qū)：N端，球形，與配體結(jié)合的部位（3）跨膜區(qū)：螺旋疏水區(qū)（4）胞內(nèi)區(qū)：C端，通過連接蛋白與微絲或中間絲連接 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 19常見的幾種整聯(lián)蛋白及其配體整聯(lián)蛋白的亞單位組成主要的細(xì)胞分布配體11多種細(xì)胞類型膠原,層粘連蛋白21多種細(xì)胞類型膠原,層粘連蛋白41造血細(xì)胞纖連蛋白,VCAM-151成纖維細(xì)胞纖連蛋白L2T淋巴細(xì)胞ICAM-1,ICAM-2M2單核細(xì)胞血纖維蛋白原, ICAM-1h3血小板血纖維蛋白原,纖連蛋白64上皮細(xì)胞層粘連蛋白 細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué) 202.整聯(lián)蛋白的功能（1）粘連細(xì)胞與細(xì)胞（同類或異類）、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)?？勺R別含有Arg-Gly-Asp(RGD)三肽序列的配體。（2）參與黏著斑和半橋粒的形成3.整聯(lián)蛋白與醫(yī)學(xué)利用整聯(lián)蛋白可識別含有RGD三肽序列配體的特型，開發(fā)以受體-陪體相互作用為基礎(chǔ)的新的治