第十三、十四章细胞连接、粘附及ECM

第十三章细胞连接与细胞粘附 第一节细胞间连接 Marilyng FarquharandGeorgeE PaladeJunctionalComplexesinEpitheliaJ CellBiol 1963 17 375 412 功能分类 封闭连接 occludingjunction 锚定连接 anchoringjunction 通讯连接 communicatingjunction 类型 是细胞间或细胞与细胞外基质间的连接结构 其作用在于加强细胞间的机械联系 对于维持组织结构的完整性 协调细胞功能有重要意义 定义 存在部位 存在于脊椎动物的上皮 表皮细胞间 又称紧密连接 TJ 或封闭小带 结构特点 相邻细胞膜点状融合形成封闭链结构 封闭链交织成网状 将相邻细胞紧密连接在一起 封闭连接的功能 封闭细胞间隙防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内 构成血脑屏障和血睾屏障等 隔离作用使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能 支持功能 一 封闭连接 occludingjunction 电镜下的紧密连接 封闭连接限制膜脂和膜蛋白的侧向扩散 是由一个细胞骨架系统成分与相邻细胞的骨架成分或细胞外基质相连接而成 分布广泛 尤其在上皮 心肌和子宫颈等组织中含量丰富 构成蛋白 细胞内锚定蛋白 穿膜黏着蛋白 与肌动蛋白相连的 黏合带 adhesionbelt 黏合斑 adhesionplaque 隔状连接 septatajunction 与中间纤维相连的 桥粒 desmosome 半桥粒 hemidesmosome 类型 二 锚定连接 anchoringjunction 锚定连接的两类蛋白 黏合带 位于上皮细胞封闭连接下方 在细胞周围呈连续的腰带状 相邻质膜不融合 间隙约15 20nm 又称中间连接 1 黏合带和黏合斑 黏合斑 点状接触 跨膜部分为整联蛋白 integrin 通过纤连蛋白与ECM相连 桥粒 位于上皮细胞中的黏合带下方 是细胞内中间纤维的锚定位点 在细胞间形成纽扣式结构 将相邻细胞铆定在一起 间隙约30nm 桥粒 2 桥粒和半桥粒 钙粘蛋白介导的细胞间连接依赖Ca2 1mMCa2 0mMCa2 半桥粒 位于上皮细胞基面与基膜之间 形状 结构与点状桥粒相似 只是相当于桥粒的一半 细胞外基质 中间纤维 跨膜部分为 整联蛋白 包括间隙连接 化学突触及胞间连丝 组织分布 普遍存在各种组织细胞 成熟骨骼肌细胞和循环系统中的血细胞除外 结构特点 接触面积较大 平板状连接 连接小体 是缝隙连接的结构单位 每个连接小体由6个穿膜蛋白质分子围成 中央有直径2nm的通道 相邻细胞膜的连接小体一一对接 孔道相通 允许一定分子量的物质通过 特殊功能 除使细胞牢固连接外 主要介导细胞间通讯 具有选择性 三 通讯连接 gapjunction 间隙连接 小肠上皮细胞中各种细胞连接模式图 第二节细胞粘附 细胞黏附 celladhesion 细胞通过黏附分子介导的细胞与细胞 或细胞与细胞外基质之间的黏着 细胞黏附分子 celladhesionmolecule CAM 一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白 介导细胞之间或细胞与细胞外基质之间相互结合 并起黏附作用的一类细胞表面分子 根据分子结构特点及作用方式 粘附分子可分为四大类 钙黏着蛋白 cadherin 选择素 selectin 免疫球蛋白超家族 IgSF 整联蛋白家族 integrinfamily 粘附分子的基本结构 胞外区 较长 N端有糖链 与配体识别穿膜区 一次穿膜的 螺旋胞质区 较短 可与骨架成分或胞内信号转导蛋白结合 粘附分子的3种作用方式 同亲型结合 钙粘着蛋白 部分IgSF异亲型结合 选择素 整联蛋白 部分IgSF连接分子依赖性结合 同亲型结合 异亲型结合 钙粘着蛋白 cadherin 同亲型细胞黏附分子 在质膜中常以同源二聚体的形式存在 依赖于Ca2 的 钙离子结合越多 刚性越强 钙粘着蛋白的功能 1 介导细胞间同亲型细胞黏附2 在个体发育过程中影响细胞分化 参与组织器官形成3 参与细胞之间稳定的特化连接结构的形成 钙黏素功能的丧失在恶性肿瘤中的扩散中起很重要的作用 如缺失E 钙黏素可导致上皮性肿瘤的发生 整联蛋白 integrin 又称整合素 依赖于Ca2 和Mg2 的异亲型细胞黏附因子 介导细胞之间以及细胞与细胞外基质间的相互黏着和识别 分子结构 由 和 两个亚基形成的异二聚体跨膜蛋白 整合素的功能 1 介导细胞与细胞外基质的相互作用2 介导细胞间的相互作用3 参与细胞与环境间的信号转导 选择素及整联蛋白介导白细胞迁移 第十四章细胞外基质 extracellularmatrix 分布于细胞外空间的蛋白质和多糖纤维交错形成的网络胶体结构体系 它既是细胞生命代谢活动的分泌产物 也构成了组织细胞整体生存和功能活动的直接微环境 不仅是细胞功能活动的体现者与执行者 而且是细胞与生物有机体组织的重要组成成分 细胞外基质 ECM 结合方式非共价键形式结合于膜脂和膜蛋白上的细胞外被 主要是通过整联蛋白作为其受体与细胞间构成联系 功能对细胞支持 连接 保护 营养与细胞各种生命活动有关与组织细胞病理过程有关 细胞外基质的组成成分 1 氨基聚糖和蛋白聚糖 凝胶样基质 细胞外基质主要成分2 胶原和弹性蛋白 纤维网架 细胞外基质中主要的纤维蛋白组分3 非胶原糖蛋白 纤连蛋白和层粘连蛋白 粘着成分 胚胎发育中最早的细胞外基质成分 第一节细胞外基质的主要成分 结缔组织中的细胞外基质 第二节基膜与整联蛋白 一 基膜 basementmembrane 基膜 又称基板 是细胞外基质特化而成的一种网膜结构 厚度约40 120nm 在肌肉 脂肪等组织 基膜包绕在细胞的周围 在肺泡 肾小球等部位 基膜介于两层细胞之间 在各种上皮及内皮组织 基膜是细胞的支撑垫 二 整联蛋白作为细胞外基质组分的受体 1 与胶原 层粘连蛋白等绝大多数ECM组分结合 2 与普通的受体不同 亲和性较低 有利于可逆性的结合与解离 3 整联蛋白和配体之间不是一对一配对 三 ECM与细胞之间的相互作用 1 影响细胞的生存与死亡2 决定细胞的形态3 参与细胞增殖的调节4 参与细胞分化的调控5 影响细胞的迁徙 一 ECM可以影响细胞的生物学特性 1 细胞是所有ECM的产生的最终来源2 不同ECM的差异性产生取决于来