细胞连接与细胞粘附

1、第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附Cell Junction and Cell Adhesion 细胞连接（细胞连接（cell junction）与细胞黏附）与细胞黏附 （cell adhesion）是细胞间结构和功能联系的基本形式。是细胞间结构和功能联系的基本形式。 细胞细胞 组织组织 器官器官 系统系统 有机体有机体细胞连接细胞连接细胞外基质细胞外基质概述概述Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附细胞连接：细胞连接：细胞表面与其他细胞或细胞外基质结合的特化区细胞表面与其他细胞或细

2、胞外基质结合的特化区 称为细胞连接称为细胞连接(cell junction)。 分布：分布：人和动物体内除结缔组织和血液外的各种组织人和动物体内除结缔组织和血液外的各种组织。 功能：功能：加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性、协加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性、协 调性。调性。细胞黏附细胞黏附：在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程称为细胞黏附（胞团或组织的过程称为细胞黏附（cell adhesion）。）。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细

3、胞黏附细胞连接与细胞黏附第一节第一节 细胞连接细胞连接一、紧密连接一、紧密连接（tight junction）二、锚定连接二、锚定连接（anchoring junction）三、通讯连接三、通讯连接（communicating junction） Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附细胞连接、细胞黏附和细胞外基质细胞连接、细胞黏附和细胞外基质Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附一、紧密连接一、紧密连接

4、1. 分布：分布：广泛分布于各种上皮细胞，如消化道上皮细广泛分布于各种上皮细胞，如消化道上皮细胞、膀胱上皮细胞、脑毛细血管内皮细胞等，胞、膀胱上皮细胞、脑毛细血管内皮细胞等，环绕每环绕每个上皮细胞的顶部。个上皮细胞的顶部。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附2. 电镜下结构电镜下结构紧密连接处，两个相邻细胞质膜以断续的点连紧密连接处，两个相邻细胞质膜以断续的点连在一起。在一起。特殊的跨膜蛋白排列形成蛋白质颗粒条索，交特殊的跨膜蛋白排列形成蛋白质颗粒条索，交错成网状，将细胞间隙封闭起来。错成网状，将

5、细胞间隙封闭起来。小肠上皮细胞紧密连接电镜照片小肠上皮细胞紧密连接电镜照片A. 冰冻断裂复型电镜照片显示细胞微绒毛和细胞紧密连接区冰冻断裂复型电镜照片显示细胞微绒毛和细胞紧密连接区 B. 扫描电镜照片显示蛋白质颗粒条索扫描电镜照片显示蛋白质颗粒条索 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附3. 分子组成：分子组成： 密封蛋白（密封蛋白（claudin） 闭合蛋白（闭合蛋白（occludin） PDZ蛋白、蛋白、ZO家族等家族等：4次穿膜的膜整合蛋白，次穿膜的膜整合蛋白，C-末端和末端和N-末端均伸向细

6、胞质，对紧密连接的形末端均伸向细胞质，对紧密连接的形成和功能起重要作用。成和功能起重要作用。 胞质外周蛋白胞质外周蛋白 , 起连接和调节作用。起连接和调节作用。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 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相邻质膜上蛋白颗粒连成的封闭索 B.紧密连接中的两种穿膜蛋白紧密连接中的两种穿膜蛋白4. 紧密连接的主要功能紧密连接的主要功能 （1）封闭上皮细胞的间隙，形成一道与外界隔离的）封闭上皮细胞的间隙，形成一道与外界隔离的封闭带，封闭带，保证组

7、织内环境的稳定保证组织内环境的稳定。 防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织；防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织；防止组织中的物质回流入腔中。防止组织中的物质回流入腔中。（2）形成上皮细胞膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏）形成上皮细胞膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，从而障，从而维持上皮细胞的极性维持上皮细胞的极性。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附小肠上皮细胞转运葡萄糖入血示意图小肠上皮细胞转运葡萄糖入血示意图小肠上皮细胞顶端质膜中的小肠上皮细胞顶端质膜中的Na+/葡萄糖协同运输蛋白，

8、运输葡萄糖协同运输蛋白，运输2个个Na+的同时转的同时转运运1个葡萄糖分子，个葡萄糖分子，使胞质内产生高葡萄糖浓度；质膜基底面和侧面的葡萄糖易使胞质内产生高葡萄糖浓度；质膜基底面和侧面的葡萄糖易化扩散运输蛋白，转运葡萄糖离开细胞，形成葡萄糖的定向转运。化扩散运输蛋白，转运葡萄糖离开细胞，形成葡萄糖的定向转运。Na+-K+泵将泵将回流到细胞质中的回流到细胞质中的Na+转运出细胞，维持转运出细胞，维持Na+穿膜浓度梯度。穿膜浓度梯度。退退 出出首首 页页Cell Membrane and Membrane Transport 第四章第四章 细胞膜与物质的穿膜运输细胞膜与物质的穿膜运输二、锚定连接二

9、、锚定连接锚定连接：锚定连接：是一类是一类由细胞骨架纤维参与由细胞骨架纤维参与，存在于，存在于细胞之间细胞之间或或细细胞与细胞外基质胞与细胞外基质之间的连接结构之间的连接结构 。分布：分布：广泛分布于广泛分布于各种组织各种组织，特别是在上皮、心肌和子，特别是在上皮、心肌和子宫颈等需要承受机械力的组织中尤为丰富。宫颈等需要承受机械力的组织中尤为丰富。功能：功能：形成能够形成能够抵抗机械张力抵抗机械张力的牢固黏合，参与组织器官形态的牢固黏合，参与组织器官形态和功能的维持、细胞的迁移运动以及发育和分化等多种过程。和功能的维持、细胞的迁移运动以及发育和分化等多种过程。Cell Junction and

10、 Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附锚定连接由两大类蛋白构成：锚定连接由两大类蛋白构成： 细胞内锚定蛋白（细胞内锚定蛋白（intracellular anchor protein ） 一端一端将特定的将特定的细胞骨架细胞骨架成分同连接复合体连接；成分同连接复合体连接； 另一端另一端与与穿膜黏着蛋白穿膜黏着蛋白相连。相连。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附穿膜黏着蛋白（穿膜黏着蛋白（transmembrane adhesion pro

11、tein ）：）：是一类细胞粘附分子。是一类细胞粘附分子。 胞内区：胞内区：与与细胞内锚定蛋白细胞内锚定蛋白相连；相连； 胞外区：胞外区：与相邻细胞特异的与相邻细胞特异的穿膜黏着蛋白或细胞外基穿膜黏着蛋白或细胞外基质蛋白质蛋白相连。相连。锚定连接的两类蛋白锚定连接的两类蛋白Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附（一）（一） 黏着连接黏着连接 （adhering junction） ：与：与肌动蛋白肌动蛋白丝丝相连的锚定连接。相连的锚定连接。黏着带（黏着带（adhesion belt ）：细胞与细胞之

12、间的黏着细胞与细胞之间的黏着 连接。连接。黏着斑（黏着斑（focal adhesion ） ：细胞与细胞外基质间细胞与细胞外基质间 的黏着连接。的黏着连接。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页分类：分类：第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附（二）（二） 桥粒连接（桥粒连接（desmosome junction） ：与：与中间纤维中间纤维相连的锚定连接。相连的锚定连接。桥粒（桥粒（desmosome）：细胞与细胞之间的连接。细胞与细胞之间的连接。半桥粒（半桥粒（hemidesmosome）：细胞与细胞外基质间细胞与细胞外基质间 的连接

13、。的连接。(一一)黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接1. 黏着带黏着带存在部位：存在部位：位于位于上皮细胞上皮细胞紧密连接紧密连接的下方，是相邻细的下方，是相邻细胞之间形成的一个连续的带状结构。胞之间形成的一个连续的带状结构。分子组成：分子组成：穿膜黏着蛋白穿膜黏着蛋白 钙黏着蛋白钙黏着蛋白 (cadherin)，属于，属于Ca2+依赖性细胞黏附分子。依赖性细胞黏附分子。胞内区：胞内区：通过细胞内锚定蛋白与肌动蛋白丝相连；通过细胞内锚定蛋白与肌动蛋白丝相连； 胞外区：胞外区：与相邻细胞的钙黏着蛋白胞外部分结合与相邻细胞的钙黏着蛋白胞外部分结合。锚定蛋白：锚

14、定蛋白：、联蛋白、黏着斑蛋白、斑珠蛋白、联蛋白、黏着斑蛋白、斑珠蛋白、和和-辅肌动蛋白。辅肌动蛋白。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 小肠上皮细胞之间黏着带结构示意图小肠上皮细胞之间黏着带结构示意图A. 黏着带示意图黏着带示意图 B. 黏着带组成结构模式图黏着带组成结构模式图Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附黏着带功能：黏着带功能：使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和穿膜黏使相邻细胞的微丝束通

15、过细胞内锚定蛋白和穿膜黏 着蛋白连成广泛的穿膜网，使着蛋白连成广泛的穿膜网，使组织连为一个坚固的组织连为一个坚固的 整体；整体；微丝束具有收缩功能，可以使上皮细胞内陷形成管微丝束具有收缩功能，可以使上皮细胞内陷形成管 状或泡状原基，从而在胚胎发育形态发生中起重要状或泡状原基，从而在胚胎发育形态发生中起重要 作用。作用。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附2. 黏着斑黏着斑 存在部位：存在部位：位于上皮位于上皮细胞细胞基底部，是细胞通过局部黏附与基底部，是细胞通过局部黏附与细细胞外基质胞外基质之间

16、形成的之间形成的黏着连黏着连接。接。分子组成：分子组成：穿膜黏着蛋白穿膜黏着蛋白 :膜整联蛋白膜整联蛋白(integrin) （多数为（多数为51） 胞外区：与细胞外基质成分相连；胞外区：与细胞外基质成分相连；胞内区：通过锚定蛋白与肌动蛋白丝相连。胞内区：通过锚定蛋白与肌动蛋白丝相连。锚定蛋白锚定蛋白：踝蛋白踝蛋白(talin)、-辅肌动蛋白、细丝蛋白辅肌动蛋白、细丝蛋白(filamin)和纽蛋白等。和纽蛋白等。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附黏着斑的结构与功能黏着斑的结构与功能Cell J

17、unction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 黏着斑的功能：黏着斑的功能： 介导介导细胞与细胞外基质的黏着细胞与细胞外基质的黏着； 参与细胞的迁移；参与细胞的迁移； 参与细胞信号转导。参与细胞信号转导。1.桥粒桥粒 存在部位：存在部位：位于位于上皮细胞黏着带的下方上皮细胞黏着带的下方，是相邻细，是相邻细胞间的一种胞间的一种斑点状斑点状的锚定连接结构。的锚定连接结构。分子组成：分子组成：

18、 细胞内锚定蛋白：细胞内锚定蛋白：构成桥粒斑，是中间纤维附着构成桥粒斑，是中间纤维附着 的部位。的部位。桥粒斑珠蛋桥粒斑珠蛋白；白；桥粒斑蛋白。桥粒斑蛋白。(二二)桥粒连接是由桥粒连接是由中间纤维中间纤维参与参与的锚定连接的锚定连接Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 穿膜黏着蛋白穿膜黏着蛋白 钙黏着蛋白家族。钙黏着蛋白家族。 桥粒黏蛋白；桥粒黏蛋白； 桥粒胶蛋白。桥粒胶蛋白。 胞内部分：胞内部分：与细胞内锚定蛋白构成的与细胞内锚定蛋白构成的桥粒斑桥粒斑相连。相连。胞外部分：胞外部分：与相邻细胞的

19、与相邻细胞的穿膜黏着蛋白穿膜黏着蛋白相连，通过相连，通过依赖依赖Ca2+的黏附机的黏附机制将两个相邻细胞连接在一起。制将两个相邻细胞连接在一起。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 桥粒的结构桥粒的结构A.桥粒的电镜照片桥粒的电镜照片 B.桥粒结构模式图桥粒结构模式图 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附桥粒桥粒Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页 第十

20、章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附桥粒的功能：桥粒的功能：相邻细胞中的中间纤维通过细胞相邻细胞中的中间纤维通过细胞桥粒斑和穿膜黏着蛋白构成了贯穿整个组织的桥粒斑和穿膜黏着蛋白构成了贯穿整个组织的整体网架，整体网架，增强了组织抵抗外界压力与张力的增强了组织抵抗外界压力与张力的机械强度。机械强度。 上皮细胞与基底膜之间的连接上皮细胞与基底膜之间的连接结构结构 ，因其结构，因其结构仅为桥粒的一半而得名。仅为桥粒的一半而得名。形态上与桥粒类似，但形态上与桥粒类似，但功能与化学组成不同功能与化学组成不同。 功能：功能：把上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起，把上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起

21、，防止机械力造成的上皮与其下方的组织剥离。防止机械力造成的上皮与其下方的组织剥离。2.半桥粒半桥粒Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附化学组成：化学组成： 锚定蛋白锚定蛋白网蛋白网蛋白(plectin），构成胞质斑，可），构成胞质斑，可与细胞内的中间纤维相连。与细胞内的中间纤维相连。 穿膜黏着蛋白穿膜黏着蛋白 ：整联蛋白整联蛋白（64） ，穿膜，穿膜蛋白蛋白BP180可与基底膜中层黏连蛋白（锚定纤维）可与基底膜中层黏连蛋白（锚定纤维）发生黏附性结合，从而将细胞与基膜牢固地铆在发生黏附性结合，从而将

22、细胞与基膜牢固地铆在一起一起。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 半桥粒结构半桥粒结构A.半桥粒结构照片半桥粒结构照片 B.半桥粒结构模式图半桥粒结构模式图Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附、联蛋白联蛋白黏着斑蛋白黏着斑蛋白网蛋白网蛋白桥粒斑珠蛋白桥粒斑珠蛋白桥粒斑蛋白桥粒斑蛋白胞内锚定胞内锚定蛋白蛋白肌动蛋白丝肌动蛋白丝中间纤维中间纤维胞内连接胞内连接成分成分整联蛋白整联蛋白E-E-钙粘素钙粘素

23、整联蛋白整联蛋白钙粘素钙粘素穿膜黏着穿膜黏着蛋白蛋白细胞与胞细胞与胞外基质之外基质之间间细胞之间细胞之间细胞与基细胞与基膜之间膜之间细胞之间细胞之间连接类型连接类型黏着斑黏着斑黏着带黏着带半桥粒半桥粒桥粒桥粒 方式方式成分成分锚定连接各类型的比较锚定连接各类型的比较踝蛋白踝蛋白纽蛋白纽蛋白 三、通讯连接三、通讯连接 生物体大多数组织相邻细胞膜上存在特殊的连接通生物体大多数组织相邻细胞膜上存在特殊的连接通道，以实现细胞间道，以实现细胞间电信号电信号和和化学信号化学信号的通讯联系，从而的通讯联系，从而完成群体细胞间的合作协调，这种连接形式称为完成群体细胞间的合作协调，这种连接形式称为通讯连通讯连接

24、接(communicating junction)。间隙连接（间隙连接（gap junction）突触（突触（ synapse）通讯连接通讯连接Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 (一一)间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式接方式 电镜下结构：电镜下结构：间隙连接部位相邻细胞膜之间有间隙连接部位相邻细胞膜之间有23nm的缝隙，因而间隙连接又称缝隙连接。的缝隙，因而间隙连接又称缝隙连接。 Cell Junction and Cell Adhesio

25、n 退退 出出首首 页页三、通讯连接三、通讯连接 第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附基本结构单位基本结构单位连接子连接子(connexon)。由由6个相同或相似的个相同或相似的穿膜连接蛋白穿膜连接蛋白 连接子连接子蛋白蛋白环绕而成，中央形成环绕而成，中央形成1.52nm的的亲水性通道亲水性通道。相邻质膜上的相邻质膜上的两个连接子相对接两个连接子相对接而连在一起，而连在一起，通过中央通过中央通道通道使相邻细胞质连通。使相邻细胞质连通。 间隙连接的结构间隙连接的结构A. 质膜横切面显示间隙连接质膜横切面显示间隙连接 B. 质膜冷冻蚀刻显示间隙连接成片分布区域质膜冷冻蚀刻显示间隙连接

26、成片分布区域C.间隙连接三维结构示意图间隙连接三维结构示意图 D. 连接子蛋白与连接子连接子蛋白与连接子同源连接子同源连接子连接子蛋白连接子蛋白 异源连接子异源连接子 相邻细胞连接子相邻细胞连接子 对接形成通道对接形成通道A B CD Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 间隙连接的功能：间隙连接的功能：加强相邻细胞的连接，介导细胞加强相邻细胞的连接，介导细胞 间通讯。间通讯。细胞通讯细胞通讯是指一个细胞的信息通过化学递质或电信是指一个细胞的信息通过化学递质或电信 号传递给另一个细胞号传递给另一个

27、细胞，协调相邻细胞间的，协调相邻细胞间的功能活动。功能活动。 间隙连接的通讯方式：间隙连接的通讯方式：代谢耦联和电耦联。代谢耦联和电耦联。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附代谢耦联（代谢耦联（metabolic coupling）：是指是指分子量小于分子量小于1 kD的代谢物和信号分子（如无机离子、单糖、氨基的代谢物和信号分子（如无机离子、单糖、氨基酸、核苷酸、维生素、酸、核苷酸、维生素、cAMP和和IP3等）等） ，在，在相邻细相邻细胞胞间通过间隙连接的传递。这种功能在胚胎发育早期间通过间隙

28、连接的传递。这种功能在胚胎发育早期特别重要。特别重要。电耦联（电耦联（electric coupling）：也称：也称离子耦联离子耦联，其连，其连接子是一种接子是一种离子通道离子通道，带电的离子能通过间隙连接到，带电的离子能通过间隙连接到达相邻细胞。达相邻细胞。在兴奋性组织的细胞之间，均广泛存在在兴奋性组织的细胞之间，均广泛存在电耦联现象。电耦联现象。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附分子量小于分子量小于1000-1500Da1000-1500Da的物质可以自由通过的物质可以自由通过间隙连接间隙

29、连接（二）突触也是一种细胞通讯连接方式（二）突触也是一种细胞通讯连接方式突触：突触：神经元之间或神经元与效应细胞神经元之间或神经元与效应细胞（如肌细胞）之间通（如肌细胞）之间通过突触（过突触（synapse）完成神经冲动的传递。）完成神经冲动的传递。 电突触（电突触（electronic synapse）细胞间形成间隙连接，电冲动细胞间形成间隙连接，电冲动可直接通过间隙连接可直接通过间隙连接从突触前向突触后传导从突触前向突触后传导，突触，突触速度快速度快而而准确。准确。化学突触（化学突触（chemical synapse）突触前和突触后细胞膜之间突触前和突触后细胞膜之间存在存在20nm宽的间隙

30、，神经冲动通过神经递质小泡释放宽的间隙，神经冲动通过神经递质小泡释放神经神经 递递质质作用于突触后细胞，引起新的神经冲动。有一个作用于突触后细胞，引起新的神经冲动。有一个“电信号电信号-化学信号化学信号-电信号电信号”的转换过程，是一种的转换过程，是一种间接而慢速间接而慢速的信息传的信息传递形式。递形式。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页三、通讯连接三、通讯连接 第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附电突触结构示意图电突触结构示意图A.电突触结构示意图电突触结构示意图 B. 电突触的间隙连接示意图电突触的间隙连接示意图Cell J

31、unction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附化学突触化学突触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、脑微血管上皮细胞、脑微血管内皮细胞内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肌动蛋白丝参与的锚定连接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

32、定连接桥桥 粒粒细胞细胞- -细胞连接细胞连接心肌细胞、上皮细胞心肌细胞、上皮细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由连接子介导细胞通讯连接接大多数动物组织细胞大多数动物组织细胞突触连接突触连接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连接的类型细胞连接的类型Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附小结：细胞连接小结：细胞连接封闭连接封闭连接锚定连接锚定

33、连接通讯连接通讯连接紧密连接紧密连接黏着连接黏着连接桥粒连接桥粒连接间隙连接间隙连接突触突触黏合带黏合带黏着斑黏着斑桥粒桥粒半桥粒半桥粒功能功能细胞细胞-细胞细胞细胞细胞-细胞外细胞外基质基质结构结构第二节第二节 细胞黏附细胞黏附一、钙黏着蛋白一、钙黏着蛋白二、选择素二、选择素三、免疫球蛋白超家族三、免疫球蛋白超家族四、整联蛋白家族四、整联蛋白家族Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附1.细胞黏附分子细胞黏附分子 （cell adhesion molecule，CAM）一类广泛存在于一类广泛存在于细

34、胞膜上的穿膜糖细胞膜上的穿膜糖蛋白，是介导蛋白，是介导细胞与细胞细胞与细胞之间之间、细胞与细胞外基质之间细胞与细胞外基质之间相互结合并相互结合并起黏附起黏附作用的一类作用的一类细胞表面分子。细胞表面分子。根据其分子结构与功能特性，分为四大类：根据其分子结构与功能特性，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( Ig-superfamily, IgSF) 整联蛋白家族整联蛋白家族 （integrin family） 细胞黏附分子概述细胞黏附分子概述Cell Junction and Cell Adhesion 退退

35、出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附细胞表面主要黏附分子家族细胞表面主要黏附分子家族黏附分子类型黏附分子类型主要成员主要成员Ca2+/ Mg2+依赖性依赖性在胞内相连的在胞内相连的细胞骨架成分细胞骨架成分参与的细参与的细胞连接胞连接介导细胞与细胞黏着介导细胞与细胞黏着钙黏着蛋白钙黏着蛋白E, N, P-钙黏着蛋白钙黏着蛋白+肌动蛋白丝肌动蛋白丝黏着带黏着带桥粒桥粒-钙黏着蛋白钙黏着蛋白+中间纤维中间纤维桥粒桥粒选择素选择素P-选择素选择素+免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族神经细胞黏附分子神经细胞黏附分子血细胞整联蛋白血细胞整联蛋白12+肌动蛋白丝肌动蛋白丝介导细胞介

36、导细胞-细胞外基质黏着细胞外基质黏着整联蛋白整联蛋白20多种类型多种类型+肌动蛋白丝肌动蛋白丝黏着斑黏着斑64+中间纤维中间纤维半桥粒半桥粒质膜蛋白聚糖质膜蛋白聚糖多配体蛋白聚糖多配体蛋白聚糖肌动蛋白丝肌动蛋白丝Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附2.细胞黏附分子的组成细胞黏附分子的组成 较长的胞外区：较长的胞外区：肽链的肽链的N端部分，带有糖链，是端部分，带有糖链，是与配体识别的部位与配体识别的部位 ； 跨膜区：跨膜区：多为一次穿膜的疏水区；多为一次穿膜的疏水区； 较小的胞质区：较小的胞质区：肽

37、链的肽链的C端部分，可与质膜下的端部分，可与质膜下的细胞骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合。细胞骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 同亲型结合（同亲型结合（homophilic binding）：）：相邻细胞表面相邻细胞表面的同种的同种黏黏附分子间的相互识别与附分子间的相互识别与黏黏附，如钙黏着蛋附，如钙黏着蛋白；白； 异亲型结合（异亲型结合（heterophilic binding）：）：两相邻细胞两相邻细胞表面的不同种表面的不同种黏黏附分子间的相互识别与附

38、分子间的相互识别与黏黏附，如选附，如选择素和整联蛋白；择素和整联蛋白； 连接分子依赖性结合（连接分子依赖性结合（linker-dependent binding）：）：即相邻细胞即相邻细胞黏黏附分子通过连接分子中介才能相互识附分子通过连接分子中介才能相互识别与别与黏黏附。附。3.细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式：细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式：Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 细胞间黏附的三种方式细胞间黏附的三种方式（引自（引自Alberts 等，等，2002） Cell Junct

39、ion and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附钙黏着蛋白家族部分成员钙黏着蛋白家族部分成员名称名称主要分布主要分布与细胞连接关系与细胞连接关系在小鼠中失活后的表型在小鼠中失活后的表型E-钙黏着蛋白钙黏着蛋白上皮细胞上皮细胞黏着连接黏着连接胚泡细胞不能聚集在一起，胚泡细胞不能聚集在一起，死于胚泡时期死于胚泡时期N-钙黏着蛋白钙黏着蛋白神经、心脏、骨骼神经、心脏、骨骼肌及成纤维细胞肌及成纤维细胞黏着连接及化学突触黏着连接及化学突触因心脏缺陷而死于胚胎时期因心脏缺陷而死于胚胎时期P-钙黏着蛋白钙黏着蛋白胎盘、表皮胎盘、表皮黏着连接黏

40、着连接异常乳腺发育异常乳腺发育VE-钙黏着蛋白钙黏着蛋白血管内皮细胞血管内皮细胞黏着连接黏着连接血管异常发育（由于内皮细血管异常发育（由于内皮细胞凋亡）胞凋亡）一、一、钙黏着蛋白家族钙黏着蛋白家族钙黏着蛋白是一类钙黏着蛋白是一类依赖于依赖于Ca2+的的同亲型同亲型细胞黏附分子。细胞黏附分子。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 1. 钙黏着蛋白分子结构钙黏着蛋白分子结构 单次穿膜糖蛋白，单次穿膜糖蛋白，由由700750个氨基酸残基组成。个氨基酸残基组成。 在质膜中常以在质膜中常以同源二聚体同源二聚

41、体的形式存在。的形式存在。 钙黏着蛋白分子结构钙黏着蛋白分子结构同源性很高同源性很高。 胞外区约由胞外区约由110个氨基酸残基组成，常折叠成个氨基酸残基组成，常折叠成5个重复结构个重复结构域域，可结合，可结合Ca2+，赋予钙黏着蛋白分子刚性和强度。，赋予钙黏着蛋白分子刚性和强度。 Ca2+结合越多，钙黏着蛋白刚性越强。结合越多，钙黏着蛋白刚性越强。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 钙黏着蛋白的结构与功能钙黏着蛋白的结构与功能A. 一个经典钙黏着蛋白一个经典钙黏着蛋白 B. 一个钙黏着蛋白重复

42、子的三维结构一个钙黏着蛋白重复子的三维结构C. Ca2+对钙黏着蛋白的影响对钙黏着蛋白的影响 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附 在胚胎和成人组织中，同类细胞需要具备自我标识与彼此在胚胎和成人组织中，同类细胞需要具备自我标识与彼此黏附的特性。黏附的特性。2.钙黏着蛋白的功能钙黏着蛋白的功能Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 在个

43、体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官在个体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官 的形成的形成 通过调控钙黏着蛋白表达的种类与数量而决定胚胎细胞间的通过调控钙黏着蛋白表达的种类与数量而决定胚胎细胞间的相互相互 作用，影响细胞的分化。作用，影响细胞的分化。 上皮上皮-间质转型（间质转型（epithelial-mesenchymal transition,EMT）：）： 参与细胞之间稳定的特化连接结构的形成。参与细胞之间稳定的特化连接结构的形成。 如参与形成黏着带等。如参与形成黏着带等。钙黏着蛋白通过附着蛋白与微丝结合钙黏着蛋白通过附着蛋白与微丝结合Cell Junction and Cell

44、 Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附二、选择素二、选择素 选择素是一类选择素是一类依赖于依赖于Ca2+的的异亲型细胞粘附分子异亲型细胞粘附分子，能，能特异性地识别其他细胞特异性地识别其他细胞表面寡糖链表面寡糖链中的特定糖基。中的特定糖基。选择素家族成员选择素家族成员 L-选择素：淋巴细胞、各种白细胞选择素：淋巴细胞、各种白细胞P-选择素：血小板、内皮细胞选择素：血小板、内皮细胞E-选择素：内皮细胞选择素：内皮细胞Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞

45、黏附1.选择素的分子结构选择素的分子结构 单次穿膜糖蛋白；单次穿膜糖蛋白； 胞外区由三个独立的结构域组成胞外区由三个独立的结构域组成：N-末端凝集素样结构域：末端凝集素样结构域：识别特异糖基，参与细胞之识别特异糖基，参与细胞之间选择性黏附的重要活性部位间选择性黏附的重要活性部位 表皮生长因子表皮生长因子(EGF)样结构域样结构域 补体调节蛋白（补体调节蛋白（CCP）结构域）结构域 具有加强分子间黏附以及参与补体系统调节等作用。 胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。 Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页二、选

46、择素二、选择素 第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附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A. 三种选择素的结构三种选择素的结构 B. 这三种选择素都能够识别糖蛋白寡糖链末端的糖基配这三种选择素都能够识别糖蛋白寡糖链末端的糖基配体并与之结合体并与之结合 C. 糖基配体的详细结构糖基配体的详细结构Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与黏着，帮助白细参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与黏着，帮助白细胞从血液进入炎症部位。胞从血液进入

47、炎症部位。2.选择素的功能选择素的功能Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附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 免疫球蛋白超家族（免疫球蛋白超家族（immunoglobin-superfamily, Ig-SF）：是一：是一类分子结构中含有类分子结构中含有类似免疫球蛋白结构域类似免疫球蛋白结构域、不依赖不依赖Ca2+的细胞粘的细胞粘附分子。附分子。结构：结构：胞外区由一个或多个胞外区由一个或多个免疫球蛋白免疫球蛋白(Ig)样结构域样

48、结构域组成。每一组成。每一个个Ig结构域都是由结构域都是由90110个氨基酸残基形成的紧密折叠结构，个氨基酸残基形成的紧密折叠结构，其间有二硫键相连接。其间有二硫键相连接。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附黏附方式：黏附方式：Ig-SF成员复杂，包括多个黏附分子家族。成员复杂，包括多个黏附分子家族。 同亲型细胞黏着：同亲型细胞黏着：神经细胞黏附分子（神经细胞黏附分子（neural cell adhesion molecule，N-CAM）及血小板）及血小板-内皮细胞黏附分子（内皮细胞黏附分子（P

49、E-CAM）；）； 异亲型细胞黏着：异亲型细胞黏着：细胞间黏附分子（细胞间黏附分子（I-CAM）及血管细胞）及血管细胞黏附分子（黏附分子（V-CAM）等。）等。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 大多数大多数Ig-SF黏附分子介导淋巴细胞和黏附分子介导淋巴细胞和免疫应答免疫应答所需要的细胞所需要的细胞（巨噬细胞、其他淋巴细胞和靶细胞）之间的特异的相互作用；（巨噬细胞、其他淋巴细胞和靶细胞）之间的特异的相互作用；但一些但一些Ig-SF成员，如成员，如N-CAM介导介导非免疫细胞非免疫细胞的黏着。的

50、黏着。 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个免疫球蛋白样的结构域；个免疫球蛋白样的结构域； 通过通过同亲型黏着机制同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏附在一起；与相邻细胞同类分子结合黏附在一起； 与与神经系统的发育、轴突的生长和再生以及突触的形成神经系统的发育、轴突的生长和再生以及突触的形成密切密切相关。相关。1.Ig-SF黏附分子的功能黏附分子的功能Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附神经细胞黏附分子的结构神经细胞黏附分子的结构A.4种神经细胞黏附分子免疫球蛋白

51、样结构域种神经细胞黏附分子免疫球蛋白样结构域 ，每个结构域在环末端形成二硫键，每个结构域在环末端形成二硫键 B.同亲型结合模型同亲型结合模型Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 血管细胞黏附分子（血管细胞黏附分子（V-CAM） 通过通过异亲型细胞黏附机制参异亲型细胞黏附机制参与细胞黏附。与细胞黏附。 与白细胞表面的与白细胞表面的41整联蛋白相结合整联蛋白相结合，使白细胞沿内皮滚，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，进而分泌水动并固着于炎症部位的血管内皮，发生铺展，进而分泌水解酶

52、而穿过血管壁。解酶而穿过血管壁。Cell Junction and Cell Adhesion 退退 出出首首 页页第十章第十章 细胞连接与细胞黏附细胞连接与细胞黏附 细胞间黏附分子（细胞间黏附分子（I-CAM）：）：有多种类型有多种类型 I-CAM在在淋巴系统抗原识别、细胞毒淋巴系统抗原识别、细胞毒T细胞功能发挥以及细胞功能发挥以及淋巴细胞的募集淋巴细胞的募集方面起重要作用；方面起重要作用； 内皮细胞内皮细胞I-CAM可通过与白细胞表面的整联蛋白分子结可通过与白细胞表面的整联蛋白分子结合，在炎症反应中发挥作用。合，在炎症反应中发挥作用。四、整联蛋白家族四、整联蛋白家族 整联蛋白是一类普遍存在于脊椎动物细胞表面，整联蛋白是一类普遍存在于脊椎动物细胞表面，依赖于依赖