研一上课分子细胞学复件adhesion molecule

粘附分子cell

adhesion

molecule1Cell

adhesion

moleculesConceptThe

molecules

that

mediate

contact

andbinding

between

cells

orbetween

cells

andextracellular

matrix

are

referred

to

as

cell

adhesionmolecules

(CAM).2一、简介CAM是一大类膜糖蛋白，介导细胞之间以及细胞与细胞外基质以及某些血浆蛋白间的识别与结合，并在细胞的增殖、分化、移行；细胞的信号转导；免疫调节；炎症反应；血栓形成；损伤修复；病原体感染；肿瘤转移等生理和病理生理过程中发挥重要作用。3Classification4Most

of

the

CAMs

can

be

grouped

by

structure

andfunction

into

5

families:Immunoglobulin

(Ig)

superfamily（IgSF)Integrin

familySelectin

familyCadherin

familyOthers

(CD)567粘附分子介导细胞识别和黏附的方式

1）同亲型结合：同种黏附分子间

2）异亲型结合：不同种粘附分子间

3)链接分子依赖性结合：连接分子中介

大多Ca2+/Mg2+依赖性，细胞骨架参与下形成细胞链接，如黏着斑CAM的命名8以功能命名：如细胞间粘附分子(ICAM),血管细胞粘附分子（VCAM），TCR(T

cell

receptor

)，LFA-1(leukocyteadhesive

protein)等。以CD命名：统称为CD抗原/分子[白细胞(簇）分化抗原（白细胞、血小板、血管内皮细胞等]（cluster

of

differentiation：uses

of

McAb应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原称CD)Cell

surface

molecules

expressed

(or

disappeared)

ondifferent

developmental

and

differential

phases

of

bloodcells

.CAM

的结构9

绝大多数粘附分子是存在于膜上的整合糖蛋白，由较长的细胞外区、跨膜区和较短的细胞内区组成。胞外区：配体识别部位胞内区：与质膜下的细胞骨架成分或信号转导蛋白结合CAM

家族结构示意图10sCAM11

粘附分子还能以溶解或循环形式存在于血清和其他体液中，被称为可溶性粘附分子（soluble

CAM,sCAM）。他们是粘附分子细胞外区脱落形成，与炎症、肿瘤转移等有关，由于他们易于检测，故有较大临床价值。

能与膜型相应的粘附分子竞争结合配体，抑制由膜型黏附分子介导的相应反应（如内皮细胞与白细胞的粘附）CAM的配体12细胞外基质(extracellular

matrix,ECM)：ECM成分是一些粘附分子的重要配体，如透明质酸(hyaluronic

acid,HA)是CD44家族的配体；胶原(collagen)，纤维结合素(蛋白），纤连蛋白(fibronectin,FN)、层粘连蛋白(laminin)等是整合素家族的配体。ECM分子中含有典型的三肽序列Arg-Gly-Asp，简称

RGD序列。含有RGD序列的合成肽可抑制整合素与细胞外基质的结合，从而阻断由整合素介导的血小板聚集、感染、炎症、肿瘤转移等过程。同种或者异种粘附分子的胞外区3）细胞表面的寡糖血浆中的可溶性蛋白(血清蛋白）：纤维蛋白原表面有多个RGD序列，可作为连接分子介导血小板之间的粘附反应。另外细胞表面的CAM通过与一个可溶性的多价分子结合介导细胞之间的粘附，是细胞间粘附的又一方式。细菌、病毒等：HIV（RGD）；鼻病毒，疟原虫。13CAM与细胞骨架的联系及信号转导14已证明多种CAM的胞内区通过肌动蛋白结合蛋白（actin

binding

protein，ABP）与肌动蛋白组成的细肌丝相连。这种结合不仅加强了粘附的力度，还参与细胞的信号转导。已知多种信号转导蛋白，如酪氨酸蛋白激酶（PTK）、酪氨酸蛋白磷酸酶（PTP）等通过对粘附分子胞内区和与其结合的ABP可逆磷酸化反应，调节肌动蛋白依赖的多种细胞功能（粘附、变形和运动）CAM的调节15

粘附分子在胚胎发育期、免疫炎症反应以及肿瘤转移过程中有严格的时相性表达，受到胞外信号，包括激素、生长因子、细胞因子和炎症介质等因素的调节。

这些胞外信号与细胞表面的受体结合后能激活多条信号转导通路，在这些通路中激活的PTK等可使粘附分子胞内区磷酸化进而激活多条胞内信号转导途径，导致细胞骨架重组，造成细胞形态的变化以及细胞的增生、分化、凋亡等改变。二、重要的CAM结构与功能16（一）cadherin：钙粘着蛋白17一类依赖Ca2+的跨膜单链糖蛋白，在Ca2+存在条件下，通过同种亲和性结合介导同源细胞间的粘附，参与构建细

胞间的粘合连接（adherencejunction）（桥粒、粘着带，配体为它本身）。同种亲和性结合（同亲型结合，homophilicbinding,相邻细胞表面的同种粘附分子间的识别和粘附）对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用。不同细胞及其发育的不同阶段，其表面的cadherin的种类与数量均有所不同。与免疫应答无关1.结构、分类18不同cadherin体内分布和抗原性不同，但分子结构相似，胞外区有5个CAD重复序列，其4个Ca2+

结合部位均含有

His-Ala-Val（HAV）三肽序列，胞内区通过连环蛋白?与细胞骨架中的肌动蛋白丝相连。目前已发现几十种cadherin，多以所在组织的第一个字母命名：上皮-钙粘素（epithelial…E-cadherin）；胎盘-钙粘素(placental…P-cadherin)；神经-钙粘素（neural…N-cadherin）等。1920212.功能221）表达同种cadherin的细胞之间的特异性识别对胚胎发育和维持组织结构的完整性和极性具有重要意义。将小鼠E-、N-、P-cadherin的cDNA分别转染到不表达cadherin的细胞中去，然后混合培养，则表达同种cadherin的细胞彼此粘附，而表达不同种cadherin的细胞则不能形成集落。胞外区为CAD重复序列?，胞内高度保守，通过连接蛋白与细胞骨架成分相连，稳固细胞间的粘附。cadherin表达异常与肿瘤转移关系密切，

cadherin为肿瘤抑制因子,多种具有侵袭转移性的上皮细胞癌中E-cadherin表达减少或者有结构异常，基因转染实验也证实钙粘素可限制或者逆转肿瘤的转移行为。23（二）整合素（integrins）24Integrins

consist

of

alpha

and

beta(1

or

2)chains(CD29,CD18),为异源二聚体穿膜粘着蛋白。与配基结合为异亲型结合，依赖Ca2+、Mg2+，它们介导细胞间及细胞与ECM之间的相互识别和粘连。一种Integrin可以结合多种配体，而一种配体也可以结合多种Integrin

。18种α亚基和8种β亚基，相互结合组成24种Integrins。Integrins分三个主要的亚族，其中每个亚族为一共同的β亚基和一组特定的α亚基组成。2526β1

subgroup(very

late

antigen)Structure

Name

LigandDistributionα

β1

1LM,

COLα

β2

1COL,

LMα

β3

1FN,

LM,

COLα

β4

1FN,

VCAM-1α

β5

1FNVLA-1(CD49a/CD29)VLA-2

(GPⅠa/Ⅱa)(CD49b/CD29)VLA-3(CD49c/CD29)VLA-4(CD49d/CD29)VLA-5

(GPⅠc/Ⅱa

)(CD49e/CD29)VLA-6(CD49f/CD29)LMLMα6β1α7β1α8β1αVβ1FNAdhsionof

cellswithmatrixHoming

of

lymphocyteAdhesionof

leukocytewith

ECActivatedLymphocyteLeukocyteEpitheliumFibroblastPlatelet（1）β1亚族：（VLA，verylateantigen)亚族：是淋巴细胞受到丝裂原刺激2～4W后表达的新抗原。主要介导细胞与细胞外基质成分的结合（细胞外基质的受体）；也参与细胞间的粘附，介导淋巴细胞的归巢以及白细胞与活化内皮细胞的粘附反应。27β2

subgroupStructure28NameLigandsDistributionα

βL

2LFA-1(CD11a/CD18)ICAM-1,

2,

3All

Leukocytesα

βM

2Mac-1(CD11b/CD18)IC3b,

FBLPS,

ICAM-1MonocytesNeutrophilα

βx

2GP150/95(CD11c/CD18)iC3b,

FBMonocytesNeutrophilβ2

gene

mutation

:

Leukocyte

adhesion

deficiency

syndrome29由3种白细胞表面的粘附分子组成：淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1,

lymphocyte-functionassociatedantigen-1,IntegrinaLb2)：存在于所有白细胞。参与白细胞之间及白细胞与内皮细胞之间的粘附巨噬细胞分化抗原-1(Mac-1)：

主要存在于中性粒细胞和单核细胞，有多种配体。它除介导白细胞与内皮细胞、上皮细胞粘附外，还与巨噬细胞与大肠杆菌等病原菌的结合有关糖蛋白150/95(GP150/95)：

主要存在于组织中的巨噬细胞膜上，血中的单核细胞和某些激活的淋巴细胞也可表达少量GP150/95，GPl50/95可能参与细胞毒T细胞与靶细胞的粘附。白细胞上β2亚基组成的整联蛋白可以介导其在炎症部位与血管内皮细胞上的IgSF成员ICAM-1结合粘附，白细胞得以穿出内皮细胞进入炎症区发挥作用遗传性“白细胞粘合缺陷症”不能合成β2亚基，易发生细菌感染β3

subgroupStructure30NameLigandsDistributionαⅡbβ3GPⅡb/Ⅲa(CD41/CD61)FB,FN,VNvWF,TSPPlateletαvβ3VNR(CD51/CD61)VN,

FBvWF,

TSP又称细胞粘附素，可与纤维蛋白原、纤连蛋白、血小板反应蛋白和vonWillebrand

Factor等结合，介导血小板的聚集和血小板与基底膜的粘附，参与血栓形成。血小板GPIIb/IIIa的表达量减少和结构异常可致血小板功能不全症，又称Granzamann血小板无力症。这是一种少见的具有出血倾向的常染色体隐性遗传病。在动脉粥样硬化的基础上，由GPIIb/IIIa介导的血小板的聚集可导致血栓形成，造成心脑血管的梗死。31Integrin的活化：细胞因子等胞外信号启动的细胞信号

转导通路，能激活细胞内酪氨酸蛋白激酶，使Integrin胞内区的酪氨酸残基磷酸化，促进其与细胞内骨架蛋白的连接，导致

Integrin的聚集，从而提高Integrin与配体结合的亲和力，增强其粘附力。32负调节作用：由PKC催化的Integrin胞内区以及ABP

的丝/苏氨酸残基的磷酸化可使Integrin与胞外基质的亲和力下降，粘附斑蛋白被磷酸化后能快速地从粘附接触部分消失。33Integrin的配体及信号转导34Integrin的配体可分为两大类：一类是ECM成分，integrin一般通过特定序列识别（如RGD）;另一类是免疫球蛋白家族如ICAM、VCAM。integrin与配体的结合是一个依赖二价阳离子的过程，一些intergrin只是在特定的时间、部位、条件下被激活，活化的integrin才能与配体结合并转导不同的信号。粘附斑：ECM与Integrin结合后，在Integrin细胞内区有序聚积的多种蛋白，如ABP，骨架蛋白以及多种信号转导蛋白组成的复合物，通过integrin把ECM和细胞骨架蛋白偶联起来。Integrin与基质结合、聚集→粘附斑（focaladhesion,FA）的组装→FAK（focal

adhesionkinase）活化→启动多条信号转导通路（钙离子内流、

IP3合成、蛋白质酪氨酸的磷酸化）。通过整联蛋白激活的信号影响细胞的形状、运动、生长、增殖、分化和存活等。3536由Integrin介导的粘附斑的结构3738Inside-out

signaling

by

integrin

cell

adhesionreceptorsWhite

cellICAMInteracting

cellForeignnessrecognitionActivationsignalrecognitionIntegrininside-outsignalingBinding

toligand(ICAM)Intracellularsignalstalin

binding39Integrinoutside-insignaling活性状态的整联蛋白可以作为受体介导信

号从细胞外环境向细胞内传递，称“由外向内”的信号传导（outside

in）如正常细胞需要附着在胞外基质才能生长分裂，悬浮在液体培养基中就会死亡。因为生长刺激信号（life

saving

signal)是细胞膜上结合配体的整联蛋白发出的。而癌细胞可以悬浮生长，因为这时细胞的存活不在依赖整联蛋白与胞外配体的结合。40整联蛋白还介导信号“由内向外”（inside

out）的传递。细胞内信号传递启动→细胞内事件→改变整联蛋白胞质域的构象→激活整联蛋白（通常以无活性形式存在于细胞膜）→增加其对配体的亲和力。如凝血过程：血小板结合于受损伤的血管或被其它可溶性信号分子作用后→激活整联蛋白αⅡbβ3→对纤维蛋白原（fibrinogen,含RGD序列)的亲和性↑→血小板聚集形成血凝块含有RGD序列的人工合成肽可以竞争性阻止血小板整联蛋白和纤维蛋白原的结合，抑制血凝块形成非肽类抗血栓药：Aggrastat抗αⅡbβ3抗体：ReoPro

用于高风险血管外科手术4142(Integrilin）EpifibatideTirofibanThrombosisa4a5a6a7a8a9ß1ß3ß5ß6ß8aVaIIbaE*

ß7*:

a

subunits

that

contain

I

domainsß2aL*aD*aM*aX*ß4a

I

allostericantagonistsa/b

I-likeallostericantagonists

a1*a10*a11*a2*a3Integrin

Therapeutics:

Small

MoleculesIntegrin

Therapeutics:

AntibodiesEfiluzimabPsoriasisAbciximabThrombosisNataluzimabMultiple

Sclerosisa2*a3a4a5a6a7a8a9a1*a10*a11*ß1ß3ß5ß6ß8aVaIIbß7aE**:

a

subunits

that

contain

I

domainsß2aL*aD*aM*aX*ß443I*Inside-outsignalingI+L+LLigandbindingIL

I*LL:

ligandI:

resting

integrinI*:

high

affinity

integrin44The

equilibria

for

conformational

change

and

ligand

binding

are

linkedIntegrin

ectodomain

crystal

structures

in

high

and

low

affinity

conformationsbsubunitThighComparison

of

high

andlow

affinity

headpiececonformationsasubunitSwung-in

hybriddomain,

lowaffinity,

closedheadpieceSwung-outhybrid

domain,high

affinity,open

headpiece45b-propellerb

IXiong,

J.-P.,

Stehle,

T.,

Diefenbach,

B.,

Zhang,

R.,Dunker,

R.,

Scott,

D.

L.,

Joachimiak,

A.,

Goodman,

S.L.,

and

Arnaout,

M.

A..

Science

294,

339-345.Ribbon

diagram

of

highaffinity

aIIbb3

headpiececrystal

structureb

IHybridPSIb-propellera

subunitb

subunitLigandXiao,

T.,

Takagi,

J.,

Wang,

J.-h.,

Coller,B.

S.,

and

Springer,

T.

A.

Nature

432,

59-67.Schematic

of

low

affinityaVb3

crystal

structureLower

legsb

I46Efalizumab

(anti-integrin

LFA-1)administered

for

2

monthsEfficacy

of

Antibody

to

LFA-1

inPsoriasisBefore

treatmentMore

than

2

million

patients

in

the

US

have

psoriasis. Both

drugs

are

giving

verysignificant

relief

to

patients,

and

greatly

improving

their

quality

of

life. Very

fewbasic

research

discoveries

are

translated

into

drugs,

and

to

have

this

happen

twotimes

in

2003

made

this

a

very

exciting

year

for

me. However,

it

was

also

soberingthat

from

basic

discovery

to

therapy

took

over

20

years

in

each

case.psoriasis47细胞通过整联蛋白与ECM成分结合、分离、再结合、在分离进行迁移。能够分裂增殖的表皮基底层细胞表达β1整联蛋白α2β1、α3β1、α5β1

,它们帮助基底层细胞粘附到下层的基膜上。当基底层细胞分裂后向表面迁移时，细胞停止整联蛋白合成。如果细胞离开基底层，β1整联蛋白合成没有中止，细胞将继续分裂，此处表皮非正常增厚，产生类似银屑病的症状。（三）

Ig

superfamily

CAMs48一类存在于细胞表面，与免疫球蛋白结构相似的跨膜蛋白质，多数介导非钙依赖性同种和异种细胞之间的粘附反应。The

structure

of

these

adhesion

moleculesresemble

that

of

Ig.

Members

of

the

Ig

superfamily

include

theintercellular

adhesion

molecules

(ICAMs),

vascularcell

adhesion

molecule

(VCAM-1),platelet-endothelial-cell

adhesion

molecule(PECAM-1),

and

neural

cell

adhesion

molecule(NCAM).491.分类细胞间CAM（ICAM-1,2,3），血管CAM-1

(VCAM-1)。介导异亲型细胞粘着神经CAM（NCAM），血小板CAM-1（PECAM）等。介导同亲型细胞粘着大多数IgSF细胞粘附分子介导淋巴细胞和免疫应答所需细胞如吞噬细胞之间特异性相互作用。但VCAM和NCAM介导非免疫细胞的粘着。501.分类51癌胚抗原(CEA)亦为该家族的粘附分子，它是结肠粘膜细胞表面的糖蛋白，介导非钙依赖性结肠癌细胞之间或细胞与细胞外基质胶原间的粘附反应。血清CEA升高往往预示肿瘤的复发和转移。2.结构52胞外段较长，包含几个在纤连蛋白发现的类似的重复结构域（FnⅢ）和位于N端的若干个Ig结构域相邻细胞表面的两个IgSF分子通过Ig结构域的相互作用而产生粘着2.功能表达于血管内皮细胞、免疫细胞和神经系统，在组织发生、免疫调节和炎症反应中具有重要作用。53ICAM-1：正常表达于内皮细胞，但在内皮细胞活化（细胞因子，内毒素）时可以显著上调。与中性粒细胞上的整联蛋白结合，介导白细胞通过内皮细胞间隙进入炎症部位。

ICAM缺失小鼠炎症反应缺失。ICAM-2：组织型表达，不受内皮活化的影响,结合力低。ICAM-3:只表达在血细胞。T

细胞、单核细胞和中性粒细胞上的ICAM对淋巴系统抗原识别、细胞毒T细胞功能发挥和林巴细胞的募集有重要作用。ICAM还介导肿瘤细胞与白细胞的粘附，肿瘤细胞ICAM表达降低可能与肿瘤细胞逃逸免疫监视有关。2.功能NCAM：在胚胎发育早期即开始表达，参与神经系统发育、轴突生长和突触形成NCAM-L1：一定浓度的酒精可与

NCAM-L1结合，使胚胎小脑细胞之间丧失了相互识别和粘附能力。母亲孕期大量饮酒的幼儿会出现智力迟钝、精神异常、无法控制肢体行动（痉挛）和颜面畸形→胎儿酒精综合征。L1基因突变可致新生儿致死性脑积水54VCAM-1：又称诱导性细胞粘附分子(inducible

celladhesionmolecule,INCAM)，在IL-1、TNF-α等细胞因子活化的血管内皮细胞上表达，最近命名为CD106，VCAM-1的配体是分布在白细胞表面的VLA-4分子PECAM-1：表达于血小板、内皮细胞和白细胞上，可以同亲型和异亲型方式与其它粘附分子结合，介导血小板、白细胞和内皮的粘附，介导穿内皮间隙和基底膜。细胞因子不会使其表达明显增高。55（四）Selectins56The

molecule

consists

of

one

peptidechain

which

has

carbohydrate-bindingdomain.The

three

family

members

include:endothelial

(E)-selectin,

leukocyte

(L)-selectin,

and

platelet

(P)-selectin.P选择素：血小板和内皮细胞E选择素：内皮细胞L选择素：所有白细胞，也是淋巴细胞的归巢受体（四）Selectins又称凝集素样细胞粘附分子，胞外区结构相似，为凝集素样结构域（CL)、表皮生长因子（EGF)样结构域和补体调节蛋白结构域(CCP)。凝集素样区结合和识别配体；EGF区协同；配体为其它细胞膜上的寡糖Lex和Les。主要参与白细胞或血小板与血管内皮细胞的识别和粘着。5758Lectin59迄今为止发现的selectin分子的配体都是具有唾液酸化的路易斯寡糖(Sialyl-Lewis)或类似结构的分子。与蛋白质分子抗原不同，直接决定细胞表面某种寡糖表达的因素是与某些特定的糖基转移酶或碳水化合物修饰酶的作用有关，这些酶的作用可能与细胞的生长与代谢状态有着密切的关联。一种寡糖基团可以存在于多种糖蛋白或糖脂分子

上,并分布于多种细胞表面,因此selectin分子的配体在体内的分布较为广泛。白细胞、血管内皮细

胞、某些肿瘤细胞表面及血清中某些糖蛋白分子上都存在有selectin分子识别的碳水化合物基团。601. L-选择素在所有各型白细胞表面表达，能与内皮细胞表面的配体呈快速、低亲和力的结合。（白细胞活化后，其细胞外区即脱落，使白细胞失去和内皮细胞粘附的能力；但这种作用为下一阶段的稳定粘附创造了条件）。所以白细胞与血管内皮的粘附表现为滚动而不是稳定的粘附。L-selectin也是淋巴细胞归巢受体61淋巴细胞定向迁移，分布于淋巴器官和组织的不同部位2.E-选择素62主要位于毛细血管、后微静脉的内皮细胞膜，它们在未激活的内皮细胞不表达，当内皮细胞受到内毒素及炎性细胞因子作用后1小时内表达即开始增加，4-6小时达到高峰，24小时后下降，因此它在炎症部位的血管内皮细胞与中性粒细胞粘附中发挥重要作用，此外，在肿瘤的血路转移中，它还介导肿瘤细胞与内皮细胞的粘附。2.E-选择素63炎症部位白细胞的迁移：炎症部位的炎症介质诱导血管内皮细胞表达E选择素，与白细胞表面唾液酸化的路易斯寡糖（sLex，配体)识别，白细胞和内皮细胞有初步结合。但亲和力较小，加上血流速度的影响，白细胞在炎症部位的血管中粘附、分离、再粘附、再分离，呈现滚动方式运动。随后白细胞激活自身整联蛋白（LFA-1/Mac-1）的表达上调和活化，后者与血管内皮细胞表面

ICAM-1结合形成更牢固的粘着，白细胞穿过内皮细胞间隙到达血管外炎症部位。LAD-II:

II型白细胞粘附缺陷综合征（leukocyte

adhesion

deficiency，LAD）为一罕见的原发性免疫缺陷病。LADⅡ为岩藻糖代谢异常，导致白细胞表面选择素配体岩藻糖化抗原sLex，缺陷，影响其黏附在血管内皮细胞上，而致白细胞的滚动功能异常，不能穿透血管壁进入炎症区域，对感染的抵抗力降低。642.E-选择素653.P-选择素66集中在血小板的α颗粒和小静脉、微静脉内皮细胞

weible-palade小体的膜内面。与其它粘附分子以同亲型或异亲型结合参与血管内皮细胞的紧密粘附；P、E-选择素介导中性粒细胞的移动诱导表达后，介导血小板或者内皮细胞与中性粒细胞和单核细胞的粘附，参与凝血、血栓形成和炎症反应。67（五）CD44家族高度异质性的跨膜单链糖蛋白，在血细胞、内皮细胞、上皮细胞、软骨细胞、纤维母细胞以及多种肿瘤细胞上表达。标准型CD44主要表达于血细胞。功能：CD44是多种细胞外基质成分的受体，能介导细胞与基质（透明质酸，硫酸软骨素，纤维连接蛋白）的粘附，调节细胞增殖和移动，参与淋巴细胞的分化发育、活化和成熟；与肿瘤的增殖、转移关系密切。参与淋巴细胞归巢,亦称淋巴细胞归巢受体

(lymphocytehomingreceptor)：介导淋巴细胞与毛细血管后小静脉中的高柱状内皮细胞结合，使淋巴细胞穿过血管壁回到淋巴组织能与细胞骨架蛋白结合，参与细胞伪足形成，并与细胞的迁移运动有关循环在血液中的淋巴细胞倾向于迁移到它们原先衍生自那里的淋巴细胞部位(如淋巴结),这种现象称为淋巴细胞的归巢。归巢行为是由淋巴细胞表面上的归巢受体（L-选择蛋白）和淋巴结高内皮微静脉（HEV）细胞上的糖链配体之间的相互作用介导的。HEV

（high

endothelial

venule）是淋巴结中的一个结构。淋巴结深皮质区有许多由内皮细胞组成的毛细血管后微静脉（post-capillary

venule，PCV），也称为高内皮微静脉，在淋巴细胞再循环中起主要作用。68

CD44能在转移性肿瘤细胞上表达。在人结直肠肿瘤的浸润癌及转移灶中发现了一种CD44突变型，而针对这种CD44分子的单抗可以抑制癌细胞株向淋巴结转移和在肺转移灶中生长。

CD44的表达量与肿瘤的转移能力也有关。英国一实验室从黑色瘤细胞中克隆到几株CD44表达水平不同的细胞，其中有两种细胞的表达水平相差近10倍。将这两种细胞静脉接种后发现，高表达CD44细胞的肺转移能力明显高于低表达者，并且前者具有更快的细胞迁移力。已发现多种肿瘤细胞CD44的表达量明显增加。69三、CAM的生理和病理生理70（一）在生长发育中的作用CAM可与多种生长调控因子协同作用，共同参与对细胞生长分化的调节。已知多种类型的正常细胞的生长具有停泊依赖性（贴壁依赖性），当这种粘附被阻断时，细胞便停止生长，甚至发生凋亡。传代后贴壁生长的细胞必须贴壁后才能生长，表明由粘附分子介导的细胞粘附作用是细胞对生长刺激因子反应的必要条件。已证明粘附分子如整合素与作为配体的细胞外基质结合后，可通过激活FAK（粘附斑激酶）启动多条信号转导通路，导

致细胞的增殖。个体发育成熟后，粘附反应有维持上皮细胞的极性和组织形态结构的作用。细胞粘附分子与基质配体的结合还可改变基质中胶原蛋白、纤连蛋白和层粘连蛋白筹纤维状分子的排列，促进细胞的固

着和组织器官的形成。细胞的极性是指细胞（群）两端具有不同的形态或功能上皮组织的细胞呈现明显的极性,即细胞的两端在结构和功能上具有明显的差别.上皮细胞的一面朝向身体表面或有腔器官的腔面,称游离面；与游离面相对的另一面朝向深部的结缔组织,称基底面7172（二）参与免疫反应的调节73已知抗原特异的T细胞的激活是免疫反应的开始，其激活过程需要两个刺激信号：一、T细胞接受抗原刺激所产生的信号，即由抗原提呈细胞(antigen

presenting

cell，APC)摄取并分解抗原形成抗原肽，然后将后者与II类主要组织相容性抗原(MHC-II)分别在高尔基体和内吞小体内结合，并以抗原肽-MHCII复合物的形式被运送装配到膜上，T细胞表面的抗原受体

(TCR)-CD3复合物识别APC上的抗原肽-MHCII复合物并与其结合所产生的信号为第一信号，该信号决定免疫反应的特异性;二是共刺激信号，也称第二信号，由APC、

T细胞表面的相互对应的粘附分子以及细胞因

子与其受体结合所提供。第二信号是非抗原特异性的，但没有第二信号的协同，T细胞与抗

原的结合将导致无反应或耐受。激活的T细胞表达的粘附分子可与B细胞表面的作为配体的相应粘附分子结合，这种T-B细胞间的相互作用和由此引发的信号转导，可促进B细胞的增殖与分化。74粘附分子还参与淋巴细胞的归巢和再循环。淋巴细胞定居于外周淋巴器官或组织后，通过血液和淋巴的再循环回归到原来的淋巴组织。粘附分子VLA-4、VCAM-l以及

CD44等介导淋巴细胞的活化、成熟。这种由归巢受体（如L-选择素）介导的淋巴细胞再循环是机体提高特异性免疫系统工作效率的重要机制之一。75（三）在感染、炎症和组织损伤修复中的作用761.病原体的感染已证实一些粘附分子可介导某些细菌、病毒和原虫的感染，如某些细菌、病毒存在类似细胞外基质中的RGD结构，如艾滋病病毒、口蹄疫病毒等，因此，整合素可能介导这些细菌、病毒入侵哺乳动物细胞。而存在于气道上皮和红细胞表面的免疫球蛋白超家族的ICAM-l能分别作为感冒时大部分人类鼻病毒的受体以及疟原虫感染红细胞的受体。2.粘附分子参与的炎症反应过程77（1）静息状态白细胞和内皮细胞粘附的粘附分子表达量低。在炎症介质的作用下，白细胞和内皮细胞的粘附分子表达增多。不同的粘附分子表达具有不同的时相性。两种细胞上的粘附分子分别作为配体和受体介导白细胞和内皮细胞之间的粘附反应。（2）滚动阶段78中性粒细胞在炎症局部炎性细胞因子和炎症介质的作用下内皮细胞也被激活，内皮细胞胞浆小体(Weible-Palade小体)膜内侧的P-选择素迅速转移到质膜上来，与白细胞表面的寡糖配体结合，起捕获白细胞的作用;同时，白细胞也可借其表面的L-选择素与内皮细胞表面的寡糖结合，L-选择素在白细胞粘附中起“锚”的作用，它随着白细胞的透过而随即脱落。这样就发生了白细胞沿着血管内皮细胞表面的滚动(rolling)现象，这是白细胞粘附的第一步。（3）细胞的激活阶段在炎症因子作用2小时时，内皮细胞表面的ICAM-l增加约30倍，E选择素增加约l00倍。其中E-选择素在4-6小时达到高峰，24小时回到原来水平，而ICAM-l的增高在12-24小时达到高峰，可持续72小时。此外内皮细胞还能合成释放趋化因子。白细胞被激活后膜表面的整合素家族粘附分子LFA-l和VLA-4也增多，白细胞活化导致的细胞信号转导以及整合素与配体结合所致的整合素的聚集和它们与细胞内的骨架蛋白结合，都使整合素构象变化并因此而活化，使其与配体结合的亲和力增高。7980（4）粘附阶段这一时期激活的白细胞与内皮细胞依赖于表面粘附分子对的结合(LFA-l－ICAM-l，2，3、VLA4－VCAM-l)发生牢固粘附(sticking)。（5）穿血管游走阶段粘附阶段之后，随着白细胞表面L选择素脱落消失，白细胞与内皮细胞的粘附作用减弱，白细胞的活化使钙内流导致细胞内钙浓度增高，白细胞内的骨架蛋白发生收缩，在炎症灶炎症细胞因子和趋化因子如IL-8以及具有趋化作用的菌体成分、补体C5a、白三烯、血小板活化因子(PAF)等的作用下，白细胞随着血液渗出穿过血管内皮细胞定向转移到炎症灶中。CAMs

in

InflammationTransmigrationCD99CD99LeukocyteECPECAMPECAML-selectinsLexSheddingContraction

ofskeleton8182白细胞粘附缺陷综合征(leukcyte

adhension

deficiency，LAD)83LAD是一种白细胞粘附分子质和量异常引起的遗传病。患者白细胞的粘附、趋化游走、吞噬及释放功能均发生障碍，末梢血白细胞数异常增高;但炎症灶中无中性粒细胞浸润，重症者常因严重的反复发作性的细菌和真菌感染而在2岁前死亡。LAD分为两型:I型为常染色体隐性遗传病，主要是整合素表达量或结构异常，粘附分子介导的中性粒细胞及某些淋巴细胞的功能降低。II型临床表现与l型相似，但呈特殊容貌，重症者小头、智力低下、身材矮小和肌张力降低。该型是选择素的配体sLex和sLes缺失，从而导致选择素介导的白细胞的功能降低。目前LAD的主要治疗手段是骨髓移植和基因治疗。843.在组织损伤修复中的作用85组织损伤引起的炎症反应使损伤部位的血管内皮细胞和白细胞被激活，细胞表面的粘附分子表达增多，白细胞与内皮细胞的粘附加强，通过趋化游走，进入损伤部位，清除病菌和坏死组织细胞，以利于组织的再生修复。此外，浸润的单核-巨噬细胞也可释放PDGF（血小板源性生长因子）、TGF等生长因子。与血小板相比，巨噬细胞释放生长因子持续的时间较长，在损伤从炎症向修复的过渡中起着重要作用。(四)在肿瘤转移中的作用肿瘤的侵袭转移是一种高度选择性的非随机的过程，其间涉及肿瘤细胞之间及肿瘤细胞与宿主组织之间一系列复杂的相互作用，肿瘤细胞要突破宿主细胞和间质屏障，获得侵袭转移能力，其自身必然发生一系列相应的生化特性的改变。目前已知肿瘤转移是个复杂的多步骤的连续过程，整个过程有多种基因产物参与，如多种细胞粘附分子、基质分解酶、细胞运动因子、血管新生因子、生长因子等。它们在肿瘤转移中发挥重要作用。肿瘤转移包括以下步骤:解除粘附→粘附增强861.肿瘤细胞从原位释放87肿瘤细胞转移的第一步是从原位脱离，这与其细胞表面的Cadherin表达减少，细胞之间的粘附性下降有关。已发现多种具有侵袭转移性的上皮细胞癌，如胃癌、大肠癌、食管癌、乳腺癌等E-cadherin表达减少或有该粘附分子的结构异常。基因转染实验也证实了E-cadherin可限制或逆转肿瘤侵袭行为。882.肿瘤细胞穿过基底膜及ECM进人血液系统89肿瘤细胞脱离原发灶后，在CAM的介导下与基底膜及ECM粘附，释放蛋白酶降解ECM，破坏脉管基底膜进入血循环，这一过程与肿瘤在易位器官与血管内皮细胞粘附后穿过血管进入周围组织相似，3.血循环中肿瘤细胞的移动90肿瘤细胞进人血循环后，多数将死亡。这是由于肿瘤细胞的变形能力不如血细胞强，在毛细血管内血压差及毛细血管外组织压力的作用下，破裂而死亡。此外，血中的肿瘤细胞可通过粘附分子与淋巴细胞、单核巨噬细胞等粘附，使其容易被宿主的免疫细胞所清除。有研究表明肿瘤细胞ICAM-l的表达减少，血中可溶性

ICAM-l升高(封闭LFA-l的作用，使淋巴细胞和自然杀伤细胞识别癌细胞的能力降低)、血中肿瘤细胞自身粘附或与纤维蛋白沉积物结合形成瘤血栓，或通过Integrin的介导与血小板粘附，都能促进肿瘤血运转移的形成。4.

肿瘤细胞与易位器官血管内皮细胞的选择性粘附91转移性肿瘤细胞在易位器官穿过血管壁的第一步是肿瘤细胞与内皮细胞的特异性粘附，目前认为这是器官特异性转移的关键步骤。现已明确，肿瘤细胞与内皮细胞的粘附主要是内皮细胞表面的粘附分子与它们的配体相互作用的结果。肿瘤细胞转移的器官特异性与不同器官的血管内皮细胞选择性表达粘附分子有关，如VCAM-l在肺血管内皮细胞上表达非常丰富，所以表达VLA-4的皮肤黑色素瘤和一些淋巴瘤易转移至肺，而EMM-l主要分布在肝内血管内皮上，因此表达sLex寡糖的胃、结肠癌等易转移至肝。5.肿瘤细胞穿过血管基底膜进入转移组织92肿瘤细胞与血管内皮细胞粘附通常引起内皮收缩或损伤暴露内皮下基底膜;另外，肿瘤细胞也可直接穿过内皮细胞。内皮下基底膜的完整性构成肿瘤细胞侵袭转移的重要屏障，对于肿瘤细胞在原发部位浸润入血及在易位器官穿过血管壁进入周围组织起限速作用。肿瘤细胞在转移时先与基底膜成分粘附，然后分泌特定的酶降解基底膜和细胞外基质，再经细胞移动穿过血管壁进入易位组织。内皮下基底膜成分如胶原、透明质酸等还可调节细胞的移动。9394实验表明，多种高转移性的恶性肿瘤细胞能高表达作为ECM（LN、FN和透明质酸）受体的Integrins和CD44。肿瘤细胞与内皮下基底膜的ECM粘附后，基质中的成分如LN和FN片段以及体内的细胞因子、生长因子等可诱导肿瘤细胞产生基质金属蛋白酶（MMPs）。最后，在易位器官进入周围组织的肿瘤细胞通过细胞生长、分裂、瘤组织内血管生成等形成转移灶。95发现多种浸润性肿瘤细胞膜上的尿激酶型纤溶酶原(uPA)受体表达增多，而且表达主要集中在细胞的趋化方向上，该受体通过与uPA结合将其定向募集于细胞的浸润方向，结合于受体上的uPA能将纤溶酶原转为纤溶酶，分解内皮下基底膜和ECM以利于肿瘤转移。对肿瘤转移机制的研究进展为抑制肿瘤转移提供了新的思路，如实验表明给裸鼠接种转移性的肿瘤细胞后，用含RGD序列的合成多肽阻断粘附能减少肺中的转移灶。实验还表明TGFβ能促进ECM的合成、抑制蛋白酶的分泌以及PA和MP抑制因子的表达。96(五)在动脉粥样硬化中的作用97动脉粥样硬化是血管进行性变硬的一种疾病．其改变既包括血管内皮细胞完整性破坏、平滑肌和成纤

维细胞增生、细胞外基质成分的血管弹性纤维的断裂、血管壁中以I型胶原为主的交联性胶原纤维增多、脂质与蛋白聚糖分子结合成复合物形式以及钙和脂质的沉

积。该病的发病现认为主要与高血脂、氧化LDL(oxLDL)以及多种危险因子对血管内皮细胞的炎性和免疫损伤有关。OFR等可氧化LDL生成具有很强细胞毒作用

oxLDL，OFR和oxLDL可损伤和激活内皮细胞，使其表达粘附分子VCAM-1以及单核细胞趋化因子(MCP-1)等．并使脂质易于进入内皮下。同时，单核细胞和血小板也被oxLDL和活性氧激活，激活的单核细胞能释放TNF、IL-1等细胞因子并表达细胞粘附分子、导致单核细胞与内皮细胞粘附并进入内皮下，通过其细胞膜上的清道夫受体介导，大量摄入脂质变成泡沫细胞

(foam

cell)。TNF、巨噬细胞源性生长因子、血小板源性生长因子等，还可促进血管平滑肌增生和结缔组织生成，最终导致了动脉粥样硬化的形成。98粘附分子通过多个环节参与了As的发生发展内皮细胞 粘附分子表达增加；

单核细胞的浸润；平滑肌细胞的增殖、迁移与粘附分子的表达。As危险因素与CAM的表达血脂代谢异常：高血脂与CAMs表达之间研究关系较多，无论时体外还是体内实验均提示高血脂能促进CAM表达以及白细胞与内皮细胞的粘附。（离体）天然LDL与VEC孵育>2小时→ICAM表达增加2～3倍，VCAM-1增加。（在体动物）遗传性高脂血症兔随着血脂水平升高，VCAM-1，P-selectin等