细胞连接ppt课件

1、第十三章第十三章细胞衔接与细胞黏附细胞衔接与细胞黏附 (cell junction and cell adhesion)内容内容第一节第一节 细胞衔接细胞衔接第二节第二节 细胞黏附细胞黏附 细胞衔接细胞衔接(cell junction) ：相邻细胞之间、细胞与细：相邻细胞之间、细胞与细胞外基质之间在质膜接触区域特化构成的衔接构造。胞外基质之间在质膜接触区域特化构成的衔接构造。 分布：人和动物体内除结缔组织和血液外的各种组分布：人和动物体内除结缔组织和血液外的各种组织。织。 功能：加强细胞间的机械联络，维持组织构造的完功能：加强细胞间的机械联络，维持组织构造的完好性和协调功能。好性和协调功能。第

2、一节第一节 细胞衔接细胞衔接概述概述间隙衔接间隙衔接化学突触化学突触2. 锚定衔接锚定衔接3. 通讯衔接通讯衔接1. 封锁衔接封锁衔接 严密衔接严密衔接黏着衔接：黏着带、黏着斑黏着衔接：黏着带、黏着斑桥粒衔接：桥粒、半桥粒桥粒衔接：桥粒、半桥粒分类：根据分类：根据 构造和功能特点分三类构造和功能特点分三类功能分类功能分类结构分类结构分类主要特征主要特征主要分布主要分布封闭连接封闭连接紧密连接紧密连接相邻细胞膜形成封闭索相邻细胞膜形成封闭索上皮细胞上皮细胞锚定连接锚定连接黏着连接黏着连接肌动蛋白丝参与的锚定连接肌动蛋白丝参与的锚定连接黏着带黏着带细胞细胞-细胞连接细胞连接上皮细胞上皮细胞黏着斑黏

3、着斑细胞细胞-细胞外基质连接细胞外基质连接上皮细胞基底面上皮细胞基底面桥粒连接桥粒连接中间纤维参与的锚定连接中间纤维参与的锚定连接桥粒桥粒细胞细胞-细胞连接细胞连接心肌细胞、上皮细心肌细胞、上皮细胞胞半桥粒半桥粒细胞细胞-细胞外基质连接细胞外基质连接上皮细胞基底面上皮细胞基底面通讯连接通讯连接间隙连接间隙连接由连接子介导细胞通讯连接由连接子介导细胞通讯连接大多数动物细胞大多数动物细胞化学突触化学突触神经细胞突触通讯连接神经细胞突触通讯连接神经元和神经神经元和神经-肌细肌细胞间胞间细胞衔接的类型细胞衔接的类型一、封锁衔接一、封锁衔接 (tight junction)一严密衔接一严密衔接1. 分布

4、分布 广泛分布于各种上皮细胞，环绕广泛分布于各种上皮细胞，环绕每个上皮细胞顶部。每个上皮细胞顶部。2. 电镜下构造电镜下构造 两个相邻细胞质膜以断续两个相邻细胞质膜以断续的点连在一同，特殊的跨膜蛋白陈列构成的点连在一同，特殊的跨膜蛋白陈列构成蛋白质颗粒条索，交错成网状。蛋白质颗粒条索，交错成网状。电镜下严密衔接构造电镜下严密衔接构造 3. 分子组成 闭合蛋白occludin 密封蛋白claudin 衔接黏附分子junctional adhesion molecules，JAMs 严密衔接方式图严密衔接方式图 4. 严密衔接的主要功能严密衔接的主要功能1封锁上皮细胞间隙，保证组织内环境的稳定。封

5、锁上皮细胞间隙，保证组织内环境的稳定。2构成上皮细胞质膜蛋白与膜质分子侧向分散的屏构成上皮细胞质膜蛋白与膜质分子侧向分散的屏 障，维持上皮细胞的极性。障，维持上皮细胞的极性。3将上皮细胞衔接成整体的机械衔接作用。将上皮细胞衔接成整体的机械衔接作用。严密衔接限制膜脂和膜蛋白的侧向分散严密衔接限制膜脂和膜蛋白的侧向分散二、锚定衔接二、锚定衔接 (anchoring junction)(anchoring junction)锚定衔接：是由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的锚定衔接：是由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的 细胞之间，或细胞与细胞外基质之间的衔接。细胞之间，或细胞与细胞外基质之间的衔接。

6、分布：广泛分布，如心肌、上皮、子宫颈等。分布：广泛分布，如心肌、上皮、子宫颈等。功能：构成可以抵抗机械张力的结实黏合，参与组织器功能：构成可以抵抗机械张力的结实黏合，参与组织器 官形状和功能的维持，细胞的迁移运动及发育分官形状和功能的维持，细胞的迁移运动及发育分 化。化。 锚定衔接包括两大类蛋白质：锚定衔接包括两大类蛋白质： 细胞内锚定蛋白：一端将特定的细胞骨架成分与连细胞内锚定蛋白：一端将特定的细胞骨架成分与连 接复合体相衔接，另一端与穿膜黏着蛋白衔接。接复合体相衔接，另一端与穿膜黏着蛋白衔接。 穿膜黏着蛋白：胞内区与细胞内锚定蛋白衔接，胞穿膜黏着蛋白：胞内区与细胞内锚定蛋白衔接，胞 外区域

7、相邻特异的穿膜黏连蛋白或与细胞外基质蛋外区域相邻特异的穿膜黏连蛋白或与细胞外基质蛋 白结合。白结合。锚定衔接的两类蛋白表示图锚定衔接的两类蛋白表示图 分类：分类：一黏着衔接：与肌动蛋白纤维相连的锚定衔接。一黏着衔接：与肌动蛋白纤维相连的锚定衔接。包括黏着带和黏着斑。包括黏着带和黏着斑。1.黏着带黏着带分布部位：分布部位：位于上皮细位于上皮细胞顶端严密胞顶端严密衔接的下方衔接的下方严密衔接 黏着带黏着带肌动蛋白纤维细胞间隙(15-20nm)形状特征：形状特征：分子构造组成：分子构造组成： 穿膜黏着蛋白：钙黏着蛋白穿膜黏着蛋白：钙黏着蛋白 锚定蛋白：锚定蛋白：、联蛋白联蛋白 ，黏着斑蛋白等，黏着斑

8、蛋白等功能：使相邻细胞的微丝束经过细胞内锚定蛋白和跨功能：使相邻细胞的微丝束经过细胞内锚定蛋白和跨膜黏连蛋白连成广泛的跨膜网，衔接组织为一个巩固的膜黏连蛋白连成广泛的跨膜网，衔接组织为一个巩固的整体。整体。小肠上皮细胞之间黏着带构造方式图小肠上皮细胞之间黏着带构造方式图2.2.黏着斑黏着斑存在部位：位于上皮细胞基底部存在部位：位于上皮细胞基底部分子组成：分子组成： 穿膜黏着蛋白：整联蛋白穿膜黏着蛋白：整联蛋白 锚定蛋白：踝蛋白，肌动蛋白，黏着斑蛋白等锚定蛋白：踝蛋白，肌动蛋白，黏着斑蛋白等功能：介导细胞与细胞外基质的黏着；信号传导功能。功能：介导细胞与细胞外基质的黏着；信号传导功能。 黏着斑的

9、构造与功能黏着斑的构造与功能(二二) 桥粒衔接：与中间纤维相连的锚定衔接。包桥粒衔接：与中间纤维相连的锚定衔接。包括桥粒和半桥粒。括桥粒和半桥粒。1.桥粒桥粒(desmosome)分布部位：位于上皮细胞黏着带下方，是相邻细分布部位：位于上皮细胞黏着带下方，是相邻细胞接触点上一种类似纽扣状构造。胞接触点上一种类似纽扣状构造。形状特征：相邻细胞呈纽扣状铆连构造。形状特征：相邻细胞呈纽扣状铆连构造。桥粒的构造桥粒的构造A.桥粒的电镜照片桥粒的电镜照片 B.桥粒构造方式图桥粒构造方式图 上皮细胞是角蛋白中间纤维 心肌细胞是结蛋白中间纤维 大脑表皮细胞是波形蛋白纤维间隙间隙30nm，胞质面有盘装致密斑，

10、其上穿，胞质面有盘装致密斑，其上穿过的中间纤维有细胞特异性。过的中间纤维有细胞特异性。分子组成：分子组成： 细胞内锚定蛋白：桥粒斑珠蛋白，桥粒斑蛋白细胞内锚定蛋白：桥粒斑珠蛋白，桥粒斑蛋白 穿膜黏着蛋白：桥粒黏蛋白，桥粒胶蛋白穿膜黏着蛋白：桥粒黏蛋白，桥粒胶蛋白功能：构成坚韧、结实的细胞衔接。为整个上皮层功能：构成坚韧、结实的细胞衔接。为整个上皮层提供构造上的延续性和抗张性。提供构造上的延续性和抗张性。2.半桥粒半桥粒(hemidesmosome)存在部位：上皮细胞与基底膜之间存在部位：上皮细胞与基底膜之间形状构造：与桥粒类似形状构造：与桥粒类似半桥粒构造半桥粒构造A.半桥粒构造照片半桥粒构造

11、照片 B.半桥粒构造方式图半桥粒构造方式图分子组成：分子组成： 锚定蛋白：网蛋白，构成胞质斑，可与细胞内的锚定蛋白：网蛋白，构成胞质斑，可与细胞内的中间纤维相连。中间纤维相连。 穿膜黏着蛋白：整联蛋白，与基底膜层黏连蛋白穿膜黏着蛋白：整联蛋白，与基底膜层黏连蛋白黏附性结合。黏附性结合。功能：把上皮细胞和基底膜衔接在一同，防止机械功能：把上皮细胞和基底膜衔接在一同，防止机械力呵斥的上皮与下方的组织剥离。力呵斥的上皮与下方的组织剥离。三、通讯衔接三、通讯衔接communicating junctioncommunicating junction通迅衔接：生物体上大多数组织相邻细胞膜上存在通迅衔接：

12、生物体上大多数组织相邻细胞膜上存在特殊通道，以实现细胞间电信号和化学信号的通特殊通道，以实现细胞间电信号和化学信号的通迅联络，从而完成群体细胞间的协作与协调，这迅联络，从而完成群体细胞间的协作与协调，这种衔接方式为通迅衔接。种衔接方式为通迅衔接。类型：间隙衔接与化学突触类型：间隙衔接与化学突触910nm细胞膜细胞膜细胞间隙细胞间隙24nm衔接子衔接子跨膜蛋白亚单位跨膜蛋白亚单位孔孔 道道1.5nm缝隙衔接的根本单位缝隙衔接的根本单位一间隙衔接一间隙衔接 gap junctiongap junction根本构造单位：衔接子根本构造单位：衔接子存在部位：普遍存在于动物组织细胞间存在部位：普遍存在于

13、动物组织细胞间间隙衔接间隙衔接间隙衔接的通讯方式：间隙衔接的通讯方式： 代谢偶联：小分子代谢物和信号分子分子量小代谢偶联：小分子代谢物和信号分子分子量小于于1500kD)即可经过缝隙衔接的通道，由一个细即可经过缝隙衔接的通道，由一个细胞进入与之相邻的另一个细胞。胞进入与之相邻的另一个细胞。电偶联：带电离子经过缝隙衔接通道由一个细胞电偶联：带电离子经过缝隙衔接通道由一个细胞直接进入另一个细胞，使动作电位迅速在细胞之直接进入另一个细胞，使动作电位迅速在细胞之间传播。间传播。功能：加强相邻细胞之间的衔接，介导细胞间的功能：加强相邻细胞之间的衔接，介导细胞间的通讯。通讯。 在代谢偶联中的作用在代谢偶联

14、中的作用 胰高血糖素使肝细胞中胰高血糖素使肝细胞中cAMP信使传向众多肝细胞信使传向众多肝细胞 在神经激动信息传送中的作用在神经激动信息传送中的作用 心肌跳动，小肠蠕动心肌跳动，小肠蠕动 在早期胚胎发育和细胞分化中的作用在早期胚胎发育和细胞分化中的作用 八细胞期蛙胚注射抗体后出现发育缺陷，肿瘤细胞间八细胞期蛙胚注射抗体后出现发育缺陷，肿瘤细胞间隙衔接少或无隙衔接少或无 间隙衔接的通透性可以调理间隙衔接的通透性可以调理 受离子、受离子、PH等要素影响等要素影响二化学突触二化学突触(chemical synapse)(chemical synapse)特点：化学突触介导的细胞通讯，有一个特点：化学

15、突触介导的细胞通讯，有一个“电信电信号号-化学信号化学信号-电信号的转换过程，是一种间接而电信号的转换过程，是一种间接而慢速的信息传送方式。慢速的信息传送方式。功能：可兴奋细胞间的衔接方式，经过释放神经功能：可兴奋细胞间的衔接方式，经过释放神经递质来传导神经激动。递质来传导神经激动。存在部位：神经细胞之间及神经细胞与肌细胞的存在部位：神经细胞之间及神经细胞与肌细胞的接触部位接触部位化学突触方式图化学突触方式图细细胞胞衔衔接接的的不不同同方方式式细胞黏附细胞黏附cell adhesion细胞经过黏附分子介导的细胞与细胞或细胞与细胞细胞经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。外基

16、质之间的黏着。细胞黏附分子细胞黏附分子(cell adhesion molecular，CAM)一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，介导细胞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外表分子。作用的一类细胞外表分子。第二节第二节 细胞黏附细胞黏附根据分子构造特点及作用方式，可分为四大类：根据分子构造特点及作用方式，可分为四大类： 钙黏着蛋白钙黏着蛋白cadherin 选择素选择素selectin 免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族IgSF 整联蛋白整联蛋白integrin细胞黏附分子构造组成：

17、细胞黏附分子构造组成：胞外区胞外区N端端)：带有糖链较长，与配体识别的部位。：带有糖链较长，与配体识别的部位。穿膜区：多为一次穿膜的疏水区。穿膜区：多为一次穿膜的疏水区。胞内区胞内区C端端)：较短，可与质膜下的细胞骨架成分及与：较短，可与质膜下的细胞骨架成分及与胞内的信号转导分子结合，介导细胞之间、细胞与细胞内的信号转导分子结合，介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间的黏着。胞外基质之间的黏着。 细胞黏附分子介导细胞识别与黏着的方式：细胞黏附分子介导细胞识别与黏着的方式： 同亲型结合：相邻细胞外表的同种黏附分子间的同亲型结合：相邻细胞外表的同种黏附分子间的相互识别与黏着，如钙黏着蛋白。相互识别与黏

18、着，如钙黏着蛋白。 异亲型结合：两相邻细胞外表的不同种黏附分子异亲型结合：两相邻细胞外表的不同种黏附分子间的相互识别与黏着，如选择素和整联蛋白。间的相互识别与黏着，如选择素和整联蛋白。 衔接分子依赖性结合：即相邻细胞黏附分子间的衔接分子依赖性结合：即相邻细胞黏附分子间的经过衔接分子中介才干相互识别与黏着。经过衔接分子中介才干相互识别与黏着。一、钙黏着蛋白一、钙黏着蛋白cadherincadherin是一类依赖于是一类依赖于Ca2+的同亲型细胞黏附分子。的同亲型细胞黏附分子。 1. 分类：主要有分类：主要有E-钙黏着蛋白、钙黏着蛋白、N-钙黏着蛋白、钙黏着蛋白、 P-钙黏着蛋白、钙黏着蛋白、VE

19、-钙黏着蛋白等。钙黏着蛋白等。2. 分子构造分子构造单次穿膜蛋白，由单次穿膜蛋白，由700750个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成在质膜中常以同源二聚体的方式存在在质膜中常以同源二聚体的方式存在具有很高的构造同源性具有很高的构造同源性胞外区常折叠成胞外区常折叠成5个反复构造域，可结合钙离子，赋个反复构造域，可结合钙离子，赋予钙黏着蛋白分子刚度和强度，钙离子结合越多，予钙黏着蛋白分子刚度和强度，钙离子结合越多，刚性越强。刚性越强。EDTA阳离子螯合剂阳离子螯合剂A. 钙黏着蛋白分子钙黏着蛋白分子 B. 钙黏着蛋白反复子的三维构造钙黏着蛋白反复子的三维构造C. Ca2+对钙黏着蛋白的影响对钙黏着蛋白

20、的影响3.3.钙黏着蛋白的功能钙黏着蛋白的功能介导细胞间同亲型细胞黏附介导细胞间同亲型细胞黏附在个体发育过程中影响细胞在个体发育过程中影响细胞分化，参与组织器官构成分化，参与组织器官构成参与细胞之间稳定的特化衔参与细胞之间稳定的特化衔接构造的构成接构造的构成 信号传导信号传导4.4.钙黏着蛋白与疾病钙黏着蛋白与疾病 钙黏素功能的丧失在恶性肿瘤中的分散中起很重钙黏素功能的丧失在恶性肿瘤中的分散中起很重要的作用。如缺失要的作用。如缺失E-E-钙黏素可导致上皮性肿瘤的钙黏素可导致上皮性肿瘤的发生。发生。二、选择素二、选择素selectinselectin选择素：是一类依赖于选择素：是一类依赖于Ca2

21、+的异亲性细胞黏附分的异亲性细胞黏附分子，能特异性识别其他细胞外表的寡糖链中的特定子，能特异性识别其他细胞外表的寡糖链中的特定糖基。糖基。1. 选择素家族成员选择素家族成员 主要有主要有L-选择素、选择素、P-选择素、选择素、E-选择素等。选择素等。2. 2. 选择素的分子构造选择素的分子构造 单次穿膜蛋白单次穿膜蛋白 胞外区由三个独立构造域组成：胞外区由三个独立构造域组成： N N末端凝集素构造域：识别特异糖基，参与细末端凝集素构造域：识别特异糖基，参与细 胞之间选择性黏附的重要活性部位。胞之间选择性黏附的重要活性部位。 表皮生长因子样构造域：加强分子间黏附表皮生长因子样构造域：加强分子间黏

22、附 补体结合蛋白构造域：参与补体系统调理作补体结合蛋白构造域：参与补体系统调理作 用用 胞内区可经过锚定蛋白与细胞内微丝结合。胞内区可经过锚定蛋白与细胞内微丝结合。三三种种已已知知选选择择素素的的结结构构示示意意图图 3.选择素的功能选择素的功能参与白细胞或血小板与血管内皮的识别，协助白细参与白细胞或血小板与血管内皮的识别，协助白细胞进入炎症部位。胞进入炎症部位。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三、免疫球蛋白超家族三、免疫球蛋白超家族IgSFIgSF 是一类构造中含有类似免疫球蛋白的构造域，是一类构造中含有类似免疫球蛋白的构造域，不依赖于不依赖于Ca2+的细胞黏附分

23、子。的细胞黏附分子。1. IgSF家族成员家族成员 同亲型黏附分子：神经细胞黏附分子同亲型黏附分子：神经细胞黏附分子N-CAM 血小板血小板-内皮细胞黏附分子内皮细胞黏附分子PE- CAM异亲型黏附分子：细胞间黏附分子异亲型黏附分子：细胞间黏附分子I-CAM，血血 管细胞黏附分子管细胞黏附分子V-CAM2. IgSF分子构造分子构造胞外区由一个或多个免疫球蛋白胞外区由一个或多个免疫球蛋白Ig样构造域组成，样构造域组成，每个每个Ig构造域均由构造域均由90110个氨基酸残基构成严密折叠个氨基酸残基构成严密折叠构造，其间有二硫键相衔接。构造，其间有二硫键相衔接。3. 黏附机制黏附机制同亲型黏着机制

24、：同亲型黏着机制：N-CAM及及PE-CAM。异亲型黏着机制：异亲型黏着机制：I-CAM及及V-CAM等。等。4. Ig-SF黏附分子的功能黏附分子的功能1神经细胞黏附分子神经细胞黏附分子N-CAM胞外区有胞外区有5个免疫球蛋白样构造域个免疫球蛋白样构造域经过同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏附经过同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏附在一同在一同神经系统的发育、轴突的生长及突触的构成有重要神经系统的发育、轴突的生长及突触的构成有重要作用。作用。2血管细胞黏附分子血管细胞黏附分子V-CAM经过异亲型细胞黏着机制参与细胞黏附。经过异亲型细胞黏着机制参与细胞黏附。与白细胞外表的整联蛋白结合，

25、使白细胞沿内皮滚动并与白细胞外表的整联蛋白结合，使白细胞沿内皮滚动并固着于炎症部位的血管内皮，发生铺展，进而分泌水固着于炎症部位的血管内皮，发生铺展，进而分泌水解酶而穿过血管壁。解酶而穿过血管壁。3细胞间黏附分子细胞间黏附分子I-CAM I-CAM在淋巴系统抗原识别、细胞毒在淋巴系统抗原识别、细胞毒T细胞功能发细胞功能发 挥及淋巴细胞的募集方面起重要作用。挥及淋巴细胞的募集方面起重要作用。 内皮细胞内皮细胞I-CAM可经过与白细胞外表的整联蛋白分可经过与白细胞外表的整联蛋白分子结合，在炎症反响中发扬作用。子结合，在炎症反响中发扬作用。四、整联蛋白四、整联蛋白integrinintegrin 又称整合素，是一类依赖于又称整合素，是一类依赖于Ca2+和和Mg2+的异亲性细胞黏附因子，介导细胞之的异亲性细胞黏附因子，介导细胞之间以及细