第十五章课件

第一节细胞连接

celljunction第十五章细胞社会的联系：细胞连接、细胞黏着和细胞外基质本节内容一、封闭连接；二、锚定连接；三、通讯连接；四、细胞表面的粘着因子；细胞连接（celljunction）p87/505定义：细胞连接是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质（97/522页）间的联结结构。分类：分为三大类，即：紧密连接（tightjunction）锚定连接（anchoringjunction）通讯连接（communicatingjunction）一、紧密连接（tightjunction，TJ）分布：脊椎动物上皮细胞之间；形态：网络状蛋白质焊接线——嵴线；成分：成串的跨膜蛋白；特点：相邻质膜紧密结合。隔离、支持。tightconjunction嵴线：相互交联，封闭细胞间空隙，甚至可阻止水分子的通过。紧密连接作用：①阻止溶液中的分子沿间隙进入体内；隔离和支持的功能；血－脑屏障②维持上皮细胞极性。TightJunctioninEpitheliaofRabbitTightjunction图2二、锚定连接（anchoringjunction）P88分布：在机体中广泛分布，在上皮组织、心肌和肌肉等组织中含量尤为丰富。以细胞质骨架为锚定基础。作用：将相邻细胞的骨架系统或者将细胞与基质相连，形成坚挺有序的细胞群体。分类：与中间纤维相连——桥粒和半桥粒与肌动蛋白纤维相连——粘着带和粘着斑（一）桥粒和半桥粒（P89/507）

（desmosome&hemidesmosome）1、桥粒（desmosome）桥粒是中间纤维连接相邻细胞的方式。细胞间形成的纽扣状结构，将相邻细胞膜铆接在一起（间隙约30nm）。分布：承受强拉力的组织中，主要是上皮组织，如皮肤、口腔、食管、心肌中。桥粒模式图30nm间隙desmosome2–中间纤维直接与质膜下的盘状致密斑连接；相邻两细胞之间的盘状致密斑由跨膜连接糖蛋白相互连接。2、半桥粒（hemidesmosome）是中间纤维连接细胞外基质的方式，形如半个桥粒。它将上皮细胞固着在基膜上。半桥粒的功能和组成：通过整联蛋白将上皮细胞固着在基底膜上。（二）粘着带与粘着斑P891、粘着带（adhesionbelt）：是肌动蛋白纤维连接细胞的方式。呈连续带状环绕细胞，位于某些细胞紧密连接的下方。细胞间隙为15～20nm，介于紧密连接和桥粒之间，（中间连接/带状桥粒，beltdesmosome）。粘着带（图）粘着带–与粘着带相连的微丝在细胞中形成平行于细胞膜的可收缩的纤维束。2、粘着斑是肌动蛋白纤维与细胞外基质之间的连接方式。参与连接的是整联蛋白。粘着斑锚定连接（小结）三、通讯连接（P90）

（communicatingjunction）分布：位于具有细胞间通讯作用的细胞。双重功能：①机械连接②电偶联或代谢偶联。分类：包括间隙连接（动物）化学突触（可兴奋细胞）胞间连丝（植物）（一）间隙连接（P90/509）1、结构与成分分布：非常广泛，几乎存在于所有动物组织，连接处有2~3nm的缝隙。间隙连接（图）连接结构的基本单位——连接子（connexon），由6个connexin环绕而成，中间是直径1.5nm的孔道。可允许MW<1000的分子通过，但通透性受调节。2、功能和调节机制允许小分子（无机盐离子、糖、氨基酸、核苷酸、维生素）通过（MW<1000），而蛋白质、核酸和多糖等大分子不能通过。1）间隙连接在代谢偶联中的作用（P92/511）

合用和互喂营养物质；代谢偶联——允许小分子代谢物和信号分子（如cAMP、Ca2＋、磷酸肌醇）通过，一处细胞接受信号分子，就可以使整个组织产生反应。2）间隙连接在神经冲动传递过程

中的作用突触电突触（electronicjunction）构成细胞之间的低电阻通路，神经电冲动可以通过间隙连接从突触前向突触后传导，动作电位可以迅速从一个细胞传到另一个细胞，实现细胞间的快速通讯。3）间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用a.出现在脊索动物、大多数无脊椎动物胚胎发育的早期；b.连接子蛋白抗体可以使胚胎发育出现缺陷；c.可能为细胞在胚胎中的“位置信息”的传递提供通路，从而影响其分化。d.肿瘤细胞之间的间隙连接明显减少或者消失。（二）胞间连丝（plasmodesmata）胞间连丝（图）胞间连丝2、胞间连丝的功能P94/5141）与动物细胞的间隙连接类似。允许MW<1000、半径<0.7～0.8nm的分子通过;2）通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，使胞间连丝的有效孔径扩大。3）某些细胞蛋白和核酸能够通过胞间连丝进入另外一个细胞。（三）化学突触P94/514化学突触是可兴奋细胞之间的细胞连接方式，它通过释放神经递质来传递神经冲动。电信号化学信号电信号化学突触（图）小结各种细胞连接2各类细胞连接的比较第二节细胞粘着及其分子基础（P94/515）（CellAdhesionMolecule，CAM）功能：同种类型细胞粘连在一起——形成组织；细胞彼此粘连、锚定连接本质：都是整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架相连；分类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族的CAM、整联蛋白。几个概念细胞粘附分子的作用机制有三种模式：1.同亲性结合；2.异亲性结合；3.衔接分子（linker）依赖性结合。1、钙粘蛋白（cadherin）P96/516同亲性依赖于Ca2＋的细胞粘连糖蛋白。胞外部分形成5个结构域，均含Ca2＋结合部位。分类：分布广泛，家族成员众多，如：E－钙粘素（表皮）N－钙粘素（神经）P－钙粘素（胎盘）等。作用：细胞连接；参与细胞分化。2、选择素（selectin）P96/517定义：异亲性CAM，能识别并结合另一细胞表面伸出的特异糖基团（依赖于Ca2＋）；结构：细胞外片段末端具有凝集素结构域；作用：参与白细胞在炎症（或血块）部位与血管壁细胞之间的识别与粘合；分类：已知选择素有三种：P（platelet）选择素：在血小板、内皮细胞中表达；E（endothelial）选择素：内皮细胞表达；L（leukocyte）选择素：各种白细胞中表达。3、免疫球蛋白超家族的CAM（Ig－superfamily，IgSF）Ig-SF包括分子结构中含有免疫球蛋白（Ig）样结构域的所有分子一般不依赖于Ca2＋，包括同亲性或亲异性CAM作用：介导淋巴细胞和需要进行免疫反应的细胞之间的粘着。4、整联蛋白（integrin）（P97/519）多为异亲性细胞粘附分子。作用依赖于Ca2＋。一般由是α、β亚单位形成异二聚体。目前发现有24种α亚单位和9种β亚单位，相互配合形成24种不同的二聚体整联蛋白；整联蛋白的功能：介导细胞与胞外基质的粘着,“RGD序列”；介导从细胞外环境到胞内的信号转导（由外向内，由内向外）。第二节完第十五章细胞的社会联系第三节细胞外基质（cellcoat&extracellularmatrix）细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）P97/522定义：指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白质和多糖所构成的网络结构。细胞外基质主要成分和结构ECM功能：1、为组织的构建提供框架；2、对细胞的存活、分化、迁移、增殖、形态起到重要的调控作用。细胞外基质的分类分类：胶原弹性蛋白糖胺聚糖和蛋白聚糖层粘连蛋白和纤连蛋白植物细胞壁（一）胶原（collagen）P99胶原是细胞外基质的骨架，也是动物体内含量最丰富的蛋白，约占人体蛋白质总量的25％以上。成分：水不溶性纤维蛋白，在胞外基质中形成半晶体的纤维;分布：在各种动物中都存在，肌腱、软骨和骨中的胶原非常丰富，含量接近1/2。1、胶原的分子结构①胶原的基本结构单位——原胶原（tropocollagen）。原胶原是三条肽链形成的三股螺旋；一级结构具有Gly—Pro—y重复序列y＝Hypro或Hylys原胶原（tropocollagen）每条链盘绕成呈α链卷曲的左手螺旋；三股链再绕成右手超螺旋。②胶原的结构原胶原分子间共价交联，呈1/4交替平行排列，形成胶原纤维，在电镜下可见间隔67nm的周期性横纹。胶原纤维的TEM图像2.胶原的分类：胶原类型多达26种,分为六种（I～VI），具有不同的化学结构和免疫性能，是不同基因的表达产物；了解较为详细的有I～IV型3、胶原的合成、装配由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞分泌；合成：胶原肽链的翻译在糙面内质网（rER）核糖体上进行。装配：前体进入内质网，先后在内质网和高尔基体中进行修饰和加工，最终分泌到细胞外基质中；膜结合核糖体合成含有信号肽的原α链（早前胶原）；早前胶原进入内质网，切去信号肽，三股前体肽装配成前胶原（procollagen）；前胶原进入高尔基体，经过修饰加工，被包进分泌小泡，与质膜融合，分泌到细胞外；在细胞外，前胶原被切去N、C端的前肽（propeptide），成为原胶原，然后进一步聚合成为胶原纤维（collagenfiber）。原α链（早前胶原）↓前胶原↓原胶原↓胶原纤维4、胶原的功能（P101）参与形成结缔组织，如骨、韧带、基膜、皮肤；含量高，刚性和抗张强度最大，构成细胞外基质的骨架结构，并与其他组分结合形成结构与功能的复合体；在不同的组织中，胶原装配成不同的纤维形式，以适应功能的需要（肌腱、角膜）。皮肤过度松弛症（二）弹性蛋白（elastin）是弹性纤维（elasticfiber）的主要成分。主要存在于脉管壁和肺，少量存在于皮肤、肌腱和疏松结缔组织中。弹性纤维——弹性胶原纤维——抗张性是高度疏水的非糖基化蛋白，富含甘氨酸和脯氨酸1、构象呈无规则卷曲状态2、通过Lys残基相互交联成网状结构随着年龄增长胶原：交联度越来越大弹性纤维：逐渐消失（三）糖胺聚糖和蛋白聚糖P101/5281、糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）GAG是重复二糖单位构成的长链多糖。二糖单位：氨基已糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖）和糖醛酸。常见的GAG：透明质酸、4－硫酸软骨素、6－硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素。糖胺聚糖的功能：在细胞外创立水合、胶状的材料，形成细胞外基质的基质。透明质酸（hyaluronicacid，HA）一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质的主要成分，可结合大量水分子，赋予组织一定的抗压性。HA使细胞保持彼此分离，并易于迁移和增殖，且阻止细胞分化。2、蛋白聚糖（proteoglycan）组成：由糖胺聚糖和核心蛋白（coreprotein）共价连接形成的巨分子，是糖和蛋白质的复合物。分布：细胞表面、所有结缔组织和细胞外基质。蛋白聚糖的功能：形成多孔、吸水的胶状物，保护细胞，抗挤压。1、纤连蛋白（fibronectin，FN）结构：高分子量糖蛋白，由2个亚单位在C端形成两个二硫键交联形成“V”形分子。每条FN有数个特定功能的结构域，具有与细胞表面受体、胶原、血纤蛋白、硫酸蛋白多糖的高亲合性的结合部位。纤连蛋白

二聚体纤连蛋白的功能1、介导细胞的粘着，维持细胞的形状；增强细胞间的粘连及细胞与基质的粘连；2、促进细胞的迁移、参与胚胎发育；3、血液凝固和参与创伤修复。2、层粘连蛋白（laminin，LN)P103是各种动物胚胎和成体组织基