第10章细胞连接与细胞粘连

1、第十章第十章 细胞连接与细胞粘连细胞连接与细胞粘连cell junction and cell adhesion基础医学院细胞生物学与遗传学教研室 陈贤均教学基本要求教学基本要求1.掌握细胞连接的类型掌握细胞连接的类型2.掌握紧密连接、锚定连接和间隙连接的结构掌握紧密连接、锚定连接和间隙连接的结构特点和功能特点和功能3.掌握钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族及掌握钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族及膜整联蛋白家族等细胞粘附分子的结构特点膜整联蛋白家族等细胞粘附分子的结构特点和功能和功能4.熟悉化学突触的基本功能熟悉化学突触的基本功能5.了解细胞连接、细胞粘附分子与疾病的关系了解细胞连接、细胞粘附分

2、子与疾病的关系第一节 细胞连接&细胞连接结构的类型（第细胞连接结构的类型（第4版教材）版教材）细胞细胞连接连接紧密连接紧密连接锚定连接锚定连接通讯连接通讯连接间隙连接间隙连接化学突触化学突触胞间连丝胞间连丝(封闭连接封闭连接)粘合连接粘合连接桥粒连接桥粒连接粘合带粘合带黏着斑黏着斑桥粒桥粒半桥粒半桥粒figure 10-1 summary of the various cell junctions found in animal cell epithelia. this drawing is based on epithelial cells of the small intestine. 表

3、表10-1 动物细胞不同类型细胞连接特征比较动物细胞不同类型细胞连接特征比较类型类型分布特点分布特点构成成分构成成分结构特点结构特点主要功能主要功能紧密连接紧密连接上皮细胞上皮细胞封闭蛋白、密封蛋封闭蛋白、密封蛋白等数十种跨膜糖白等数十种跨膜糖蛋白蛋白连接处点状融连接处点状融合形成封闭链合形成封闭链链交织成网相链交织成网相邻膜间无间隙邻膜间无间隙连接、封闭连接、封闭细胞与细胞细胞与细胞粘合带粘合带上皮细胞上皮细胞及各种组及各种组织细胞织细胞1.钙粘素类跨膜蛋白钙粘素类跨膜蛋白2.胞内锚定蛋白胞内锚定蛋白3.微丝微丝连接处有连接处有1520 nm缝隙缝隙连接细胞与连接细胞与细胞，传递细胞，传递收

4、缩力收缩力粘着斑粘着斑上皮细胞上皮细胞基底部基底部1.膜整联蛋白膜整联蛋白2.胞内锚定蛋白胞内锚定蛋白3.微丝微丝相当于粘合带相当于粘合带的半边的半边连接细胞与连接细胞与胞外基质，胞外基质，传递收缩力传递收缩力表表10-1 动物细胞不同类型细胞连接特征比较动物细胞不同类型细胞连接特征比较类型类型分布特点分布特点构成成分构成成分结构特点结构特点 主要功能主要功能桥粒桥粒各种组织各种组织尤其上皮尤其上皮细胞心肌细胞心肌细胞子宫细胞子宫钙粘素类跨膜糖蛋钙粘素类跨膜糖蛋白、锚定蛋白白、锚定蛋白(桥粒桥粒珠蛋白和桥粒斑蛋珠蛋白和桥粒斑蛋白白)、中间纤维、中间纤维连接处有连接处有30 nm缝缝隙隙连接细胞

5、连接细胞与细胞，与细胞，抵御拉力抵御拉力半桥粒半桥粒上皮细胞上皮细胞基底面基底面膜整联蛋白、锚定膜整联蛋白、锚定蛋白蛋白(网蛋白网蛋白)、中、中间纤维间纤维相当于半相当于半个点状桥个点状桥粒粒连接细胞连接细胞与胞外基与胞外基质，抵御质，抵御拉力拉力表表10-1 动物细胞不同类型细胞连接特征比较动物细胞不同类型细胞连接特征比较类型类型分布分布特点特点构成成分构成成分结构特点结构特点主要功能主要功能间隙连接间隙连接各种组各种组织细胞织细胞连接蛋白连接蛋白构成连接构成连接子子连接子一一对应形成连接子一一对应形成筒状小体筒状小体细胞连接细胞连接胞间通讯胞间通讯化学突触化学突触可兴奋可兴奋细胞间细胞间神

6、经递质神经递质 无特殊结构，靠神经无特殊结构，靠神经递质在突触前膜、突递质在突触前膜、突触间隙、突触后膜间触间隙、突触后膜间传递信号（电信号传递信号（电信号-化学信号化学信号-电信号）电信号）细胞通讯细胞通讯兴奋或抑兴奋或抑制效应细制效应细胞胞通讯连接对细胞之间的功能合作协调十分重要。通讯连接对细胞之间的功能合作协调十分重要。turn to page 25紧密连接模式图紧密连接模式图a. 相邻质膜上蛋白颗粒连成的封闭索 b. 紧密连接中的两种跨膜蛋白封闭连接微绒毛微绒毛return to page 8锚定连接的两类蛋白（胞内锚定蛋白和穿膜锚定连接的两类蛋白（胞内锚定蛋白和穿膜黏着蛋白）示意图黏

7、着蛋白）示意图小肠上皮细胞之间黏着带结构模式图小肠上皮细胞之间黏着带结构模式图粘合带return to page 8黏着斑的结构与功能黏着斑的结构与功能return to page 8桥粒桥粒位于粘合带下方桥粒位于粘合带下方return to page 9半桥粒中间纤维中间纤维细胞质细胞质胞质蛋白斑胞质蛋白斑基膜基膜胞外空间胞外空间质膜质膜锚定纤维锚定纤维胶原纤维胶原纤维vii型胶型胶原纤维原纤维return to page 10间隙连接的基本结构单位间隙连接的基本结构单位连接子连接子910nm细胞膜细胞膜细胞间隙细胞间隙24nm连接子连接子跨膜蛋白亚单位跨膜蛋白亚单位孔孔 道道 1.5nm间

8、隙连接结构图解间隙连接结构图解间隙连接结构中离间隙连接结构中离子通道的开关调节子通道的开关调节化学突触第二节第二节 细胞粘附分子与细胞粘连细胞粘附分子与细胞粘连一、概述一、概述1.细胞粘连（细胞粘连（cell adhesion）是细胞间相互聚集，）是细胞间相互聚集，但不产生结构联系的现象。如盘藻、空球藻但不产生结构联系的现象。如盘藻、空球藻的粘附，精卵受精，细胞融合等，细胞粘连的粘附，精卵受精，细胞融合等，细胞粘连是由细胞粘附分子执行的。是由细胞粘附分子执行的。2.细胞粘附分子细胞粘附分子(cell adhesion molecule, cam)是广泛存在于细胞膜上的一类是广泛存在于细胞膜上的

9、一类跨膜糖蛋白跨膜糖蛋白。根据结构特点和作用方式分根据结构特点和作用方式分4类，类，100余种。余种。细胞粘附分子的主要类型与特征细胞粘附分子的主要类型与特征粘附分子类型主要种类ca2+/mg2+依赖性细胞内连接的细胞骨架成分与细胞连接的关系细胞与细胞粘附类钙粘素类e, n, p-钙粘蛋白+肌动蛋白纤维粘合带桥粒-钙粘蛋白+中间纤维桥粒选择素类p-选择素+-免疫球蛋白类神经细胞粘附分子-血细胞整联蛋白类l2+肌动蛋白纤维-细胞与基质粘附类整联蛋白20多种类型+肌动蛋白纤维粘着斑3. 结构分三部分：结构分三部分：（1）胞外区：）胞外区：n端部分端部分, 较长较长, 有糖链有糖链, 识别配体；识别

10、配体；（2）跨膜区：多为一次跨膜，疏水区；）跨膜区：多为一次跨膜，疏水区；（3）胞质区：）胞质区：c端部分，与膜下骨架成分或信号传导端部分，与膜下骨架成分或信号传导分子结合。分子结合。钙粘素类钙粘素类 选择素类选择素类 免疫球蛋白类免疫球蛋白类 整联蛋白类整联蛋白类4. 功能：是在细胞与细胞之间、细胞与细胞外功能：是在细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间起粘附作用，其活性大多依赖于基质之间起粘附作用，其活性大多依赖于ca2+或或mg2+。5.细胞粘连的形式：细胞粘连的形式：（1）同亲型）同亲型（2）异亲型）异亲型（3）连接分子）连接分子 依赖型依赖型二、四类细胞粘附分子结构与功能二、四类细胞粘

11、附分子结构与功能类别类别结构结构功能功能钙粘素类钙粘素类 单次跨膜单次跨膜, 常为同常为同源二聚体源二聚体, 胞外区胞外区常折叠成常折叠成5个重复个重复结构域结构域介导同类细胞之间的黏附介导同类细胞之间的黏附参与细胞连接结构参与细胞连接结构影响细胞分化影响细胞分化, 参与组织参与组织器官形成器官形成选择素类选择素类 单次跨膜单次跨膜, 胞外区胞外区有有凝集素结构域凝集素结构域, egf样结构域样结构域和和补补体结合蛋白结构域体结合蛋白结构域参与血管内皮细胞与白细参与血管内皮细胞与白细胞或血小板的黏附胞或血小板的黏附, 帮助白细胞从血液进入炎帮助白细胞从血液进入炎症部位和伤口症部位和伤口类别类别

12、结构结构功能功能免疫球免疫球蛋白类蛋白类*胞外区由一至数胞外区由一至数个个 ig样结构样结构域域组组成，每个成，每个ig结构结构域域之间有二硫键之间有二硫键相连相连粘连同类或异类细胞，多数粘连同类或异类细胞，多数介导淋巴细胞与巨噬细胞、介导淋巴细胞与巨噬细胞、淋巴细胞和靶细胞之间的粘淋巴细胞和靶细胞之间的粘附附整联蛋整联蛋白类白类*异源二聚体，胞异源二聚体，胞内区通过连接内区通过连接蛋白与微丝或中蛋白与微丝或中间丝连接间丝连接粘连同类或异类细胞粘连同类或异类细胞, 细胞与细胞与细胞外基质细胞外基质; 参与黏着斑和半桥粒的形成参与黏着斑和半桥粒的形成可与配体结合启动信号转导可与配体结合启动信号转

13、导*活性不依赖钙离子活性不依赖钙离子*可识别含有可识别含有rgd（arg-gly-asp）三肽序列的配体三肽序列的配体a. 钙黏素分子；钙黏素分子；b. 钙黏素重复子的三维结构；钙黏素重复子的三维结构；c. ca2+对钙黏素的影响对钙黏素的影响l钙粘素参与细胞之钙粘素参与细胞之间稳定的特化连接间稳定的特化连接结构的形成结构的形成 三种已知选择素的结构示意图三种已知选择素的结构示意图选择素的识别粘合部位选择素及整联蛋白介导白细胞迁移选择素及整联蛋白介导白细胞迁移l四种神经细胞黏四种神经细胞黏附分子免疫球蛋附分子免疫球蛋白结构域，每个白结构域，每个结构域在环末端结构域在环末端形成二硫键形成二硫键(引自引自albers等，等，2002)l整联蛋白的功能整联蛋白的功能介导细胞间的相互作用介导细胞间的相互作用介导细胞与细胞外基质的相互作用介导细胞与细胞外基质的相互作用在信号传递中发挥作用在信号传递中发挥作用细胞内部信号可以调控整联蛋白与配体的结合细胞内部信号可以调控整联蛋白与配体的结合 l利