細(xì)胞間的相互作用

關(guān)于細(xì)胞間的相互作用《沒有人是一座孤島》——約翰·多恩沒有人是一座孤島，

可以自全。

每個(gè)人都是大陸的一片，

整體的一部分。

如果海水沖掉一塊，

歐洲就縮小，

如同一個(gè)海岬失掉一角，

如同你的朋友或者你自己的領(lǐng)地失掉一塊

任何人的死亡都是我的損失，

因?yàn)槲沂侨祟惖囊粏T，

因此不要問喪鐘為誰而鳴，

它就為你而鳴。

第2頁,共84頁，2024年2月25日，星期天第五章細(xì)胞間的相互作用

Cell-CellInteractions第一節(jié)細(xì)胞通訊—細(xì)胞間信號(hào)傳遞第二節(jié)細(xì)胞連接—細(xì)胞間相互黏附第3頁,共84頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)細(xì)胞通訊—細(xì)胞間信號(hào)傳遞●細(xì)胞通訊的概念●細(xì)胞通訊的類型●信號(hào)分子●受體●第二信使●信息在細(xì)胞內(nèi)的行程第4頁,共84頁，2024年2月25日，星期天一、細(xì)胞通訊的概念

cellcommunication一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)（配體）傳遞到另一個(gè)細(xì)胞并與靶細(xì)胞相應(yīng)的受體相互作用，然后通過細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。第5頁,共84頁，2024年2月25日，星期天二、細(xì)胞通訊的類型

直接接觸細(xì)胞間接觸依賴性的通訊，細(xì)胞間直接接觸，信號(hào)分子與受體都是細(xì)胞的跨膜蛋白。細(xì)胞通過分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊

內(nèi)分泌（endocrine）

旁分泌（paracrine）

自分泌（autocrine）

化學(xué)突觸（chemicalsynapse）傳遞神經(jīng)信號(hào)

間隙連接或胞間連絲實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)第6頁,共84頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞識(shí)別（cellrecognition）●概念： 細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號(hào)物質(zhì)分子（配體）選擇性地相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程?！裥盘?hào)通路（signalingpathway） 細(xì)胞識(shí)別是通過各種不同的信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。 細(xì)胞接受外界信號(hào)，通過一整套特定的機(jī)制，將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào)，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)，這種反應(yīng)系列稱之為細(xì)胞信號(hào)通路。第7頁,共84頁，2024年2月25日，星期天三、細(xì)胞的信號(hào)分子signalmolecule

●信號(hào)分子的概念●信號(hào)分子的類型

親脂性信號(hào)分子

親水性信號(hào)分子

氣體性信號(hào)分子(NO)

第8頁,共84頁，2024年2月25日，星期天四、受體（receptor）●受體的概念●受體的類型●受體的結(jié)構(gòu)域●受體的功能第9頁,共84頁，2024年2月25日，星期天●第二信使(secondmessenger)是指在胞內(nèi)產(chǎn)生的小分子，其濃度的變化應(yīng)答于胞外信號(hào)與細(xì)胞表面受體的結(jié)合，并在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中行使功能。

●第二信使的類型cAMP，cGMP，Ca2+,二酰甘油（DAG），三磷酸肌醇（IP3）

●第二信使學(xué)說

(secondmessengertheory)胞外化學(xué)物質(zhì)（第一信使）不能進(jìn)入細(xì)胞，它作用于細(xì)胞表面受體，而導(dǎo)致產(chǎn)生胞內(nèi)第二信使，從而激發(fā)一系列生化反應(yīng)，最后產(chǎn)生一定的生理效應(yīng)，第二信使的降解使其信號(hào)作用終止。五、第二信使（secondmessenger）第10頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（六）分子開關(guān)（molecularswitches）

在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)過程中,信息沿著一系列不同的蛋白質(zhì)所組成的信號(hào)傳導(dǎo)途徑(signalingpathway)進(jìn)行傳遞。在此途徑中每一種蛋白質(zhì)的典型作用是改變系列中下一個(gè)蛋白質(zhì)的構(gòu)象，由此激活或抑制下游蛋白質(zhì)。細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中蛋白構(gòu)象的改變是由分子開關(guān)完成的。第11頁,共84頁，2024年2月25日，星期天1.靶蛋白磷酸化和去磷酸化

蛋白激酶和蛋白磷酸酶使靶蛋白磷酸化和蛋白去磷酸化,

從而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性。

磷酸化作用機(jī)理：改變電荷、構(gòu)象，導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性的增強(qiáng)和降低。

蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-P蛋白激酶蛋白磷酸酶ATPADPATPADP第12頁,共84頁，2024年2月25日，星期天2.GTPase開關(guān)蛋白

兩種類性:異三聚體G蛋白、單體G蛋白兩種狀態(tài):與GTP結(jié)合時(shí)活化的“開啟”狀態(tài);

與GDP結(jié)合時(shí)失活的“關(guān)閉”狀態(tài)。輔助蛋白:與G蛋白結(jié)合并調(diào)節(jié)其活性

鳥苷酸交換因子（GEF)：促使與G蛋白結(jié)合的GDP解離,

同時(shí)G蛋白與GTP結(jié)合而活化。

GTP酶促進(jìn)蛋白（GAP）：促進(jìn)GTP水解，G蛋白失活

G蛋白信號(hào)調(diào)節(jié)子（RGS）：促進(jìn)GTP水解，G蛋白失活鳥苷酸解離抑制子(GDI)：抑制GTP水解，維持活性第13頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞內(nèi)受體:

為胞外親脂性信號(hào)分子所激活。

作為基因調(diào)控蛋白的受體

作為酶的受體

細(xì)胞表面受體:

為胞外親水性信號(hào)分子所激活，細(xì)胞表面受體分屬三個(gè)受體超家族：

離子通道偶聯(lián)受體（ion-channel-coupledreceptor）

G蛋白偶聯(lián)受體（G-protein-coupledreceptor）

酶連受體（enzyme-coupledreceptor）第14頁,共84頁，2024年2月25日，星期天受體的功能域

結(jié)合配體的功能域：結(jié)合特異性

產(chǎn)生效應(yīng)的功能域：效應(yīng)特異性第15頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

受體的功能介導(dǎo)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸

(受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用)

信號(hào)傳遞第16頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

二、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及其特性●信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成與信號(hào)蛋白●細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白的相互作用●細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白復(fù)合物的裝配●信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的特性第17頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成

胞外信號(hào)被特異性受體所識(shí)別胞外信號(hào)通過適當(dāng)?shù)姆肿娱_關(guān)機(jī)制實(shí)現(xiàn)信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)第二信使或活化的信號(hào)蛋白。信號(hào)放大受體脫敏或受體下調(diào)，啟動(dòng)反饋機(jī)制從而終止或降低細(xì)胞反應(yīng)。第18頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

信號(hào)蛋白

轉(zhuǎn)承蛋白(relayprotein)

信使蛋白(messengerprotein)

接頭蛋白(adaptorprotein)

放大和轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白(amplifierandtransducerprotein)

傳導(dǎo)蛋白(transducerprotein)

分歧蛋白(bifurcationprotein)

整合蛋白(integratorprotein)

潛在基因調(diào)控蛋白(latentgeneregulatoryprotein)第19頁,共84頁，2024年2月25日，星期天特異性放大效應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化與反饋整合作用信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的特性第20頁,共84頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)●細(xì)胞內(nèi)核受體及其對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)●NO作為氣體信號(hào)分子進(jìn)入靶細(xì)胞直接與酶結(jié)合第21頁,共84頁，2024年2月25日，星期天一、細(xì)胞內(nèi)核受體及其對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)

細(xì)胞內(nèi)受體蛋白的3個(gè)功能域及其作用模式

類固醇激素的受體位于細(xì)胞核內(nèi)

類固醇激素誘導(dǎo)基因活化的兩步反應(yīng)階段：

初級(jí)反應(yīng)階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的初級(jí)反應(yīng)階段，快速發(fā)生。

次級(jí)反應(yīng)階段：初級(jí)反應(yīng)的基因產(chǎn)物再活化其它基因，產(chǎn)生延遲的次級(jí)反應(yīng)，對(duì)初級(jí)反應(yīng)起放大作用。

個(gè)別親脂性小分子的受體位于細(xì)胞質(zhì)膜上。

前列腺素第22頁,共84頁，2024年2月25日，星期天NO作為氣體信號(hào)分子進(jìn)入靶細(xì)胞

直接與酶結(jié)合

機(jī)體內(nèi)一氧化氮產(chǎn)生的部位:血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞一氧化氮釋放調(diào)節(jié)作用機(jī)制:導(dǎo)致酶活性的增強(qiáng)和cGMP合成增多，cGMP作為新的信使分子介導(dǎo)蛋白質(zhì)的磷酸化等過程，發(fā)揮多種生物學(xué)作用。一氧化氮產(chǎn)生的生物學(xué)作用:

（1）硝酸甘油治療心絞痛，一氧化氮介導(dǎo)的信號(hào)通路，舒張血管。（2）在參與大腦的學(xué)習(xí)記憶生理過程中具有重要的作用。（3）在生理狀態(tài)下，對(duì)腦血流的調(diào)節(jié)具有十分重要的作用。

第23頁,共84頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)●G蛋白偶聯(lián)受體●G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路第24頁,共84頁，2024年2月25日，星期天G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控

離子通道偶聯(lián)受體及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的離子通道及其調(diào)控

Gt蛋白偶聯(lián)的光受體的活化誘導(dǎo)

cGMP-門控陽離子通道的關(guān)閉

第25頁,共84頁，2024年2月25日，星期天離子通道偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞

信號(hào)途徑

特點(diǎn)：

受體/離子通道復(fù)合體，四次/六次跨膜蛋白。

跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟。

主要存在于神經(jīng)細(xì)胞或其他可興奮細(xì)胞間的突觸信號(hào)傳遞。

有選擇性：配體的特異性選擇和運(yùn)輸離子的選擇性。第26頁,共84頁，2024年2月25日，星期天G蛋白耦聯(lián)受體●G蛋白耦聯(lián)受體的概念●G蛋白耦聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)●異三聚體G蛋白●G蛋白耦聯(lián)受體的激活以及G蛋白的活化調(diào)節(jié)●G蛋白耦聯(lián)受體的進(jìn)化起源與發(fā)現(xiàn)第27頁,共84頁，2024年2月25日，星期天G蛋白偶聯(lián)受體的概念是指配體—受體復(fù)合物與靶蛋白（效應(yīng)酶或通道蛋白）的作用要通過與G蛋白的偶聯(lián)，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi)影響細(xì)胞的行為?！芭潴w-受體”復(fù)合物“受體-G蛋白”復(fù)合物

“G蛋白-靶蛋白”復(fù)合物第28頁,共84頁，2024年2月25日，星期天異三聚體G蛋白

結(jié)構(gòu)

Gα

:具有GTPase活性，是分子開關(guān)蛋白

Gβ、Gγ：形成異二聚體

種類

激活型:具有激活性的GSα,激活效應(yīng)器蛋白活性

抑制型:具有抑制性的Giα,抑制效應(yīng)器蛋白活性第29頁,共84頁，2024年2月25日，星期天G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)7個(gè)α螺旋區(qū)。

α螺旋區(qū)由22-24個(gè)氨基酸殘基組成。環(huán)狀結(jié)構(gòu)域C3對(duì)受體與G蛋白相互作用具有重要作用。

N末端在細(xì)胞外。

C末端胞質(zhì)側(cè)。第30頁,共84頁，2024年2月25日，星期天二、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)通路G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的信號(hào)通路尊從相似的順序:

G蛋白偶聯(lián)受體的激活:配體-受體復(fù)合物

G蛋白的活化:受體-G蛋白復(fù)合物效應(yīng)器蛋白的激活:Gα-效應(yīng)器蛋白復(fù)合物第二信使系統(tǒng)運(yùn)行反應(yīng)終止第31頁,共84頁，2024年2月25日，星期天二、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)通路根據(jù)效應(yīng)器蛋白的不同和效應(yīng)器蛋白所產(chǎn)生的第二信使的類型,G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的信號(hào)通路的類型有以下三種:第32頁,共84頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)酶連受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)●受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路●細(xì)胞表面其他與酶連受體●細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第33頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

二、細(xì)胞表面其它與酶連受體

受體絲氨酸/蘇氨酸激酶（TGF-β受體）

受體酪氨酸磷酸酯酶

受體鳥苷酸環(huán)化酶（ANPs-signals）

酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體

兩大家族：

一是與Src蛋白家族相聯(lián)系的受體；

二是與Janus激酶家族聯(lián)系的受體。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（signaltransducerandactvatoroftranscription，STAT）與Jak-STAT途徑。

第34頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

信號(hào)傳遞系統(tǒng)的基本組成

cAMP信號(hào)通路

激素→G蛋白偶聯(lián)受體→G蛋白(Gα)

→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→cAMP依賴的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄→細(xì)胞反應(yīng)。六、信息在細(xì)胞內(nèi)的行程第35頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

例：腎上腺素受體被激活后，10-15秒cAMP驟增，然后在不到

1min內(nèi)反應(yīng)速降，以至消失。

受體活性快速喪失（速發(fā)相）---失敏（desensitization）

機(jī)制：受體磷酸化受體與Gs解偶聯(lián)，cAMP反應(yīng)停止并被

PDE降解。

兩種Ser/Thr磷酸化激酶：

PKA和腎上腺素受體激酶（ARK），負(fù)責(zé)受體磷酸化；

胞內(nèi)協(xié)作因子撲獲蛋白（arrestin）---結(jié)合磷酸化的受體，抑制其功能活性（arrestin已克隆、定位11q13）。

反應(yīng)減弱（遲發(fā)相）---減量調(diào)節(jié)（down-regulation）

機(jī)制：受體-配體復(fù)合物內(nèi)吞，導(dǎo)致表面受體數(shù)量減少，發(fā)現(xiàn)

arrestin可直接與Clathrin結(jié)合，在內(nèi)吞中起adeptors作用；

受體減量調(diào)節(jié)與內(nèi)吞后受體的分選有關(guān)。GPLR的失敏第36頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞識(shí)別——組織特異的細(xì)胞表面標(biāo)記

細(xì)胞連接——形成組織

細(xì)胞外基質(zhì)第二節(jié)細(xì)胞連接—細(xì)胞間相互黏合第37頁,共84頁，2024年2月25日，星期天二、細(xì)胞連接的功能分類

緊密連接(tightjunction)

錨定連接(anchoringjunctions)

通訊連接(communicatingjunctions)

間隙連接(gapjunction)

神經(jīng)細(xì)胞間的化學(xué)突觸(chemicalsynapse)

植物細(xì)胞中的胞間連絲(plasmodesmata)第38頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

一、封閉連接—緊密連接(tightjunction)

1、存在部位

緊密連接是封閉連接的主要形式，存在于上皮細(xì)胞之間2、緊密連接的結(jié)構(gòu)

緊密連接嵴線中的兩類蛋白：

封閉蛋白（occludin），跨膜四次的膜蛋白（60KD）

claudin蛋白家族（現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)15種以上）3、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

支持功能

第39頁,共84頁，2024年2月25日，星期天二、錨定連接

錨定連接的分布

錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能

錨定連接的結(jié)構(gòu)組成

第40頁,共84頁，2024年2月25日，星期天1、錨定連接的分布在組織內(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。通過錨定連接將相鄰細(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)挺、有序的細(xì)胞群體。第41頁,共84頁，2024年2月25日，星期天2、錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能(1)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)類似,但功能和化學(xué)組成不同。它通過細(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,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)。第42頁,共84頁，2024年2月25日，星期天2、錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能(2)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15-20nm,也稱帶狀橋粒(beltdesmosome)。

粘合斑:細(xì)胞通過肌動(dòng)蛋白纖維和整連蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式。

第43頁,共84頁，2024年2月25日，星期天3、錨定連接的結(jié)構(gòu)組成

跨膜粘連蛋白（glycoprotein）

橋粒和粘合帶：鈣粘蛋白半橋粒和粘合斑：整聯(lián)蛋白

其細(xì)胞內(nèi)的部分與細(xì)胞內(nèi)錨蛋白相連,細(xì)胞外的部分與相鄰細(xì)胞的跨膜粘連蛋白相互作用或與胞外基質(zhì)相互作用。

細(xì)胞內(nèi)錨蛋白(attachmentproteins)

橋粒、粘合帶、半橋粒、粘合斑

盤狀胞質(zhì)致密斑：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。第44頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

（三）通訊連接

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。

胞間連絲

高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接,完成細(xì)胞間的通訊聯(lián)絡(luò)。

第45頁,共84頁，2024年2月25日，星期天1、間隙連接

間隙連接結(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

第46頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（1）間隙連接結(jié)構(gòu)

間隙連接處相鄰細(xì)胞質(zhì)膜間的間隙為2～3nm

連接子(connexon)是間隙連接的基本單位每個(gè)連接子由6個(gè)連接蛋白connexin分子組成，連接子中心形成一個(gè)直徑約1.5nm的孔道。

連接單位由兩個(gè)連接子對(duì)接構(gòu)成。第47頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（2）間隙連接的蛋白成分

已分離20余種構(gòu)成連接子的蛋白,屬同一蛋白家族,其分子量26—60KD不等。

連接子蛋白具有4個(gè)α-螺旋的跨膜區(qū)，是該蛋白家族最保守的區(qū)域。

連接子蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)都比較保守,并有相似的抗原性。

不同類型細(xì)胞表達(dá)不同的連接子蛋白，間隙連接的孔徑與調(diào)控機(jī)制有所不同。第48頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（3）間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制

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,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)信息傳遞過程中的作用

電突觸(electronicjunction)快速實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間信號(hào)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

間隙連接在早期胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化過程中的作用

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)接類似“腫瘤抑制因子”。

第49頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（4）間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的

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)控第50頁,共84頁，2024年2月25日，星期天3、胞間連絲3.1

胞間連絲結(jié)構(gòu)

相鄰細(xì)胞質(zhì)膜共同構(gòu)成的直徑20-40nm的管狀結(jié)構(gòu)。3.2

胞間連絲的功能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間由信號(hào)介導(dǎo)的物質(zhì)有擇性的轉(zhuǎn)運(yùn)。實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的電傳導(dǎo)。在發(fā)育過程中，胞間連絲結(jié)構(gòu)的改變可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞間的物質(zhì)運(yùn)輸。第51頁,共84頁，2024年2月25日，星期天一、細(xì)胞識(shí)別——組織特異的細(xì)胞表面標(biāo)記同種類型細(xì)胞間的彼此識(shí)別和粘連是許多組織結(jié)構(gòu)的基本特征。細(xì)胞與細(xì)胞間的識(shí)別和粘連是由組織特異的細(xì)胞表面標(biāo)記所介導(dǎo)的。

糖脂：大部分組織特異的細(xì)胞表面標(biāo)記。

MHC蛋白：為單次夸膜的整合膜蛋白，在胞內(nèi)與細(xì)胞骨架成分相連。第52頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（一）類型

鈣粘蛋白（Cadherins）

選擇素（Selectin）

免疫球蛋白超家族的CAM(IgSuperfamily，

IgSF)

整聯(lián)蛋白（Integrins）

質(zhì)膜整合蛋白聚糖也介導(dǎo)細(xì)胞間的粘著。第53頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

Cadherins：

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(hào)。對(duì)胚胎發(fā)育中的細(xì)胞識(shí)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。（30多個(gè)成員的糖蛋白家族）

E-Cadherins(epithelial),N-Cadherins(neural)，

P-Cadherins(placental)，橋粒鈣粘素。

第54頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

Selectin：

屬異親性依賴于Ca2+的能與特異糖基識(shí)別并相結(jié)合的糖蛋白，其胞外部分具有凝集素樣結(jié)構(gòu)域(lectin-likedomain)。主要參與白細(xì)胞與脈管內(nèi)皮細(xì)胞之間的識(shí)別與粘著。

P(Platelet)選擇素、

E(Endothelial)選擇素

L(Leukocyte)選擇素。

第55頁,共84頁，2024年2月25日，星期天Ig-Superfamily，IgSF：

分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似的結(jié)構(gòu)域的CAM超家族。介導(dǎo)同親性細(xì)胞粘著或介導(dǎo)異親性細(xì)胞粘著,但其粘著作用不依賴Ca2+，其中N-CAMs在神經(jīng)組織細(xì)胞間的粘著中起主要作用。

第56頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

Integrins：

由

和

兩個(gè)亞基形成的異源二聚體糖蛋白。人體細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)24種

亞基和9種

亞基，可與不同的配體結(jié)合，從而介導(dǎo)細(xì)胞與基質(zhì)、細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘著。第57頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（二）粘著方式

細(xì)胞中主要的粘連分子家族

與細(xì)胞錨定連接相關(guān)的粘連分子

非錨定連接（nonjunctionaladhesion）的細(xì)胞粘連分子及其作用部位第58頁,共84頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞與細(xì)胞連接主要成員Ca2+或Mg2+依賴性胞內(nèi)骨架成分與細(xì)胞連接關(guān)系鈣粘素選擇素免疫球蛋白類血細(xì)胞整合素E、N、P-

鈣粘素橋粒鈣粘素P-選擇素N-細(xì)胞粘著分子

Lb2+++-+Actin纖維中等纖維

Actin纖維粘著帶橋粒

---細(xì)胞與基質(zhì)連接

整合素

質(zhì)膜蛋白聚糖約20種類型

6b4Syndecans++-Actin纖維中等纖維Actin纖維粘著斑半橋粒

-

細(xì)胞中主要的粘連分子家族

第59頁,共84頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞連接類型粘連分子胞外胞內(nèi)某些結(jié)合蛋白細(xì)胞骨架類型

細(xì)胞與細(xì)胞連接橋粒

鈣粘素desmogleinsdesmocollins

相鄰細(xì)胞的鈣粘素desmoplakinsplakoglobin中等纖維粘著帶鈣粘素(E-鈣粘素)同上VinculinCatenin微絲

細(xì)胞與胞外基質(zhì)連接半橋粒整合素（α6

4）胞外基質(zhì)蛋白(基底膜蛋白）desmoplakin-like蛋白中等纖維粘著斑整合素

胞外基質(zhì)蛋白talinvinculinα-actinin

微絲與細(xì)胞錨定連接相關(guān)的粘連分子

第60頁,共84頁，2024年2月25日，星期天三、細(xì)胞外基質(zhì)

細(xì)胞外基質(zhì)的概及功能念

細(xì)胞外基質(zhì)的成分

真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)第61頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（二）細(xì)胞外基質(zhì)的成分

動(dòng)物細(xì)胞

結(jié)構(gòu)蛋白：膠原和彈性蛋白

糖胺聚糖和蛋白聚糖

粘連糖蛋白：纖粘連蛋白和層粘連蛋白

基膜與細(xì)胞外被

植物細(xì)胞

植物細(xì)胞壁第62頁,共84頁，2024年2月25日，星期天1、膠原(collagen)

膠原是胞外基質(zhì)最基本結(jié)構(gòu)成份之一，動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白，占人體蛋白總量的25％以上。

膠原類型及其在組織中的分布

膠原的分子結(jié)構(gòu)

膠原的合成與組裝

膠原的組織

膠原的功能

第63頁,共84頁，2024年2月25日，星期天3、糖胺聚糖和蛋白聚糖

糖胺聚糖

(glycosaminoglycan,GAGs)

蛋白聚糖

(proteoglycan)第64頁,共84頁，2024年2月25日，星期天4、纖粘連蛋白和層粘連蛋白

纖粘連蛋白(fibronectin)

層粘連蛋白(laminin)第65頁,共84頁，2024年2月25日，星期天2、彈性蛋白(elastin)

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)。

第66頁,共84頁，2024年2月25日，星期天6、植物細(xì)胞壁

細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

初生細(xì)胞壁與次生細(xì)胞壁

植物細(xì)胞壁的功能第67頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（一）細(xì)胞外基質(zhì)的概念及功能

細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix)

指分布于細(xì)胞外空間,由細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)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(duì)與其接觸的細(xì)胞的存活、遷移、增殖、分化、形態(tài)以及其他功能產(chǎn)生重要的調(diào)控作用。

胞外基質(zhì)的信號(hào)功能。第68頁,共84頁，2024年2月25日，星期天5、基膜與細(xì)胞外被

基膜位置位于上皮層的基底面，將上皮細(xì)胞與結(jié)締組織分開。

基膜成分

Ⅳ型膠原、蛋白聚糖、層粘連蛋白以及巢蛋白

基膜功能對(duì)組織起支撐作用；調(diào)節(jié)分子以及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和滲透性屏障。

第69頁,共84頁，2024年2月25日，星期天5、基膜與細(xì)胞外被

細(xì)胞外被細(xì)胞外被(cellcoat)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。第70頁,共84頁，2024年2月25日，星期天5、基膜與細(xì)胞外被

功能1.細(xì)胞識(shí)別：寡糖鏈的單糖殘基具有一定的排列順序形成識(shí)別的分子基礎(chǔ)，細(xì)胞表面有寡糖的專一受體。實(shí)質(zhì)是分子識(shí)別2.血型抗原3.酶：糖蛋白4.對(duì)膜蛋白起保護(hù)作用5.幫助蛋白質(zhì)正確折疊，維持正確的三維構(gòu)象第71頁,共84頁，2024年2月25日，星期天（三）真核細(xì)胞的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)（extracellularstructures）

生物種類細(xì)胞外結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)纖維水化基質(zhì)組分粘連分子動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞壁膠原彈性蛋白纖維素蛋白聚糖半纖維素伸展蛋白纖粘連蛋白層粘連蛋白果膠質(zhì)第72頁,共84頁，2024年2月25日，星期天膠原類型及其在組織中的分布

膠原是細(xì)胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白。

Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)，但并非所有膠原都形成纖維。

Ⅰ型膠原纖維束,主要分布于皮膚、肌腱、韌帶及骨中，具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度。

Ⅱ型膠原主要存在于軟骨中。

Ⅲ型膠原形成微細(xì)的原纖維網(wǎng)，廣泛分布于伸展性的組織，如疏松結(jié)締組織中。

Ⅳ型膠原形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu)，是基膜的主要成分及支架。

第73頁,共84頁，2024年2月25日，星期天分子結(jié)構(gòu)

膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原；

原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)；

原膠原肽鏈具有Gly-x-y重復(fù)序列，對(duì)膠原纖維的高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成是重要的；

在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列，形成周期性橫紋。

第74頁,共84頁，2024年2月25日，星期天膠原的合成與組裝

前體

肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，并形成前原膠原

(preprocollagen)

前原膠原(preprocollagen)是原膠原的前體和分泌形式。

在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、加工與組裝，經(jīng)高爾基體分泌。

前原膠原在細(xì)胞外由兩種專一性不同的蛋白水解酶作用,分別切去N-末端前肽及C-末端前肽,成為原膠原（procollagen）。

原膠原進(jìn)而聚合裝配成膠原原纖維（collagenfibril）和膠原纖維（collagenfiber）。

第75頁,共84頁，2024年2月25日，星期天膠原的功能

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)中的其它組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體。

在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式,以適應(yīng)特定功能的需要。

膠原可被膠原酶特異降解，而參入胞外基質(zhì)信號(hào)傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。

第76頁,共84頁，2024年2月25日，星期天糖胺聚糖

糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的不分支長(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

糖胺聚糖:透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素和硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素和硫酸角質(zhì)素等。

透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)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)胞分化第77頁,共84頁，2024年2月25日，星期天蛋白聚糖

蛋白聚糖見于所有結(jié)締