第十一章 细胞连接
B.桥粒结构模式图
间隙30nm,胞质面有盘装致密斑,其上穿 过的中间纤维有细胞特异性。
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
分子组成: 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
功能:形成坚韧、牢固的细胞连接。为整个上皮层
细胞黏附分子介导细胞识别与黏着的方式:
• 同亲型结合:相邻细胞表面的同种黏附分子间的 相互识别与黏着,如钙黏着蛋白。
• 异亲型结合:两相邻细胞表面的不同种黏附分子
间的相互识别与黏着,如选择素和整联蛋白。
• 连接分子依赖性结合:即相邻细胞黏附分子间的
通过连接分子中介才能相互识别与黏着。
一、钙黏着蛋白(cadherin)
形态特征:
紧密连接 细胞间隙(15-20nm)
黏着带
肌动蛋白纤维 分子结构组成: 穿膜黏着蛋白:钙黏着蛋白
锚定蛋白:α、β、γ联蛋白 ,黏着斑蛋白等
功能:使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和跨
膜黏连蛋白连成广泛的跨膜网,连接组织为一个坚固的
整体。
小肠上皮细胞之间黏着带结构模式图
2.黏着斑 存在部位:位于上皮细胞基底部 分子组成: 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
主要特征
相邻细胞膜形成封闭索 肌动蛋白丝参与的锚定连接 细胞-细胞连接 细胞-细胞外基质连接 中间纤维参与的锚定连接 细胞-细胞连接 细胞-细胞外基质连接 由连接子介导细胞通讯连接 神经细胞突触通讯连接
主要分布
上皮细胞
上皮细胞 上皮细胞基底面
桥粒
半桥粒 通讯连接 间隙连接 化学突触
心肌细胞、上皮细 胞 上皮细胞基底面 大多数动物细胞 神经元和神经-肌细 胞间
锚定连接: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连接。 分布:广泛分布,如心肌、上皮、子宫颈等。 功能:形成能够抵抗机械张力的牢固黏合,参与组织器 官形态和功能的维持,细胞的迁移运动及发育分 化。
锚定连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
RGD三肽序列配体的特性,开辟以配体-受体相互作用为
基础的疾病治疗的新手段。
血小板整联蛋白与纤维蛋白原结合介导血小板的相互黏附
思考题
1.试述动物细胞间特化的连接方式及特点。
2.什么是细胞黏附,细胞黏附分子的分类作用方式
和主要功能。
赋予钙黏着蛋白分子刚度和强度,钙离子结合越
多,刚性越强。
EDTA阳离子螯合剂
A. 钙黏着蛋白分子 B. 钙黏着蛋白重复子的三维结构 C. Ca2+对钙黏着蛋白的影响
3.钙黏着蛋白的功能 介导细胞间同亲型细胞黏附
在个体发育过程中影响细胞
分化,参与组织器官形成
参与细胞之间稳定的特化连
接结构的形成 信号传导
(3)细胞间黏附分子(I-CAM) I-CAM在淋巴系统抗原识别、细胞毒T细胞功能发
挥及淋巴细胞的募集方面起重要作用。
内皮细胞I-CAM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。
四、整联蛋白(integrin)
又称整合素,是一类依赖于Ca2+和Mg2+的异 亲性细胞黏附因子,介导细胞之间以及细胞与细 胞外基质间的相互黏着和识别,具有联系细胞外
特点:化学突触介导的细胞通讯,有一个“电信
号-化学信号-电信号”的转换过程,是一种间接而
慢速的信息传递形式。
功能:可兴奋细胞间的连接方式,通过释放神经
递质来传导神经冲动。 存在部位:神经细胞之间及神经细胞与肌细胞的 接触部位
化学突触模式图
细 胞 连 接 的 不 同 方 式
第二节
细胞黏附
细胞黏附(cell adhesion) 细胞通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。 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 之间或细胞与细胞外基质之间相互结合,并起黏附 作用的一类细胞表面分子。
类型:间隙连接与化学突触
(一)间隙连接 (gap junction)
基本结构单位:连接子
细胞膜
跨膜蛋白亚单位 孔 道φ 1.5nm
连接子
(缝隙连接的基本单位)
细胞间隙 2~4nm
存在部位:普遍存在于动物组织细胞间
间隙连接
间隙连接的通讯方式:
代谢偶联:小分子代谢物和信号分子(分子量小于 1500kD)即可通过缝隙连接的通道,由一个细胞进入 与之相邻的另一个细胞。 电偶联:带电离子通过缝隙连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间传 播。 功能:加强相邻细胞之间的连接,介导细胞间的通 讯。
4.钙黏着蛋白与疾病
钙黏素功能的丧失在恶性肿瘤中的扩散中起很重
要的作用。如缺失E-钙黏素可导致上皮性肿瘤的 发生。
二、选择素(selectin)
选择素:是一类依赖于Ca2+的异亲性细胞黏附分
子,能特异性识别其他细胞表面的寡糖链中的特定
糖基。
1. 选择素家族成员 主要有L-选择素、P-选择素、
E-选择素等。
第十三章 细胞连接与细胞黏附
(cell junction and cell adhesion)
内容
第一节 第二节 细胞连接 细胞黏附
第一节
概述
细胞连接
细胞连接(cell junction) :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形成的连接结构。 分布:人和动物体内除结缔组织和血液外的各种组
紧密连接模式图
4. 紧密连接的主要功能 (1)封闭上皮细胞间隙,保证组织内环境的稳定。 (2)形成上皮细胞质膜蛋白与膜质分子侧向扩散的屏 障,维持上皮细胞的极性。 (3)将上皮细胞连接成整体的机械连接作用。
紧密连接限制膜脂和膜蛋白的侧向扩散
二、锚定连接 (anchoring junction)
胞内区:可通过 胞内的连接蛋白 与细胞内的肌动
蛋白丝等细胞骨
架成分相互作用。
2. 整联蛋白的功能
介导细胞间的相互作用---凝血 介导细胞与细胞外基质的相互作用-----迁移
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
3. 整联蛋白与医学
利用整联蛋白胞外区具有通过自身结构域识别含有
部因素与细胞骨架的作用。
1. 整联蛋白的分子结构 由α 和β两个亚基形成的异二聚体跨膜蛋白,α
和β亚基均由胞外区、跨膜区和胞内区三个部分组
成。
胞外区:球状头部区,是整联蛋白分子与配体结
合部位,可通过自身结构域与含有Arg-Gly-Asp (RGD)三肽序列的细胞外基质成分结合,介导 细胞与细胞外基质的黏着,如黏着斑和半桥粒。
4. Ig-SF黏附分子的功能
(1)神经细胞黏附分子(N-CAM)
胞外区有5个免疫球蛋白样结构域
通过同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏
附在一起
神经系统的发育、轴突的生长及突触的形成有重
要作用。
(2)血管细胞黏附分子(V-CAM) 通过异亲型细胞黏着机制参与细胞黏附。 与白细胞表面的整联蛋白结合,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 水解酶而穿过血管壁。
附性结合。
功能:把上皮细胞和基底膜连接在一起,防止机械
力造成的上皮与下方的组织剥离。
三、通讯连接(communicating junction)
通迅连接: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
迅联系,从而完成群体细胞间的合作与协调,这
种连接方式为通迅连接。
织。
功能:加强细胞间的机械联系,维持组织结构的完
整性和协调功能。
分类:根据 结构和功能特点分三类
1. 封闭连接
紧密连接
黏着连接:黏着带、黏着斑
2. 锚定连接
桥粒连接:桥粒、半桥粒 间隙连接
3. 通讯连接
化学突触
细胞连接的类型
功能分类
封闭连接 锚定连接
结构分类
紧密连接 黏着连接 黏着带 黏着斑 桥粒连接
接复合体相连接,另一端与穿膜黏着蛋白连接。
穿膜黏着蛋白:胞内区与细胞内锚定蛋白连接,胞 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。
锚定连接的两类蛋白示意图
分类: (一)黏着连接:与肌动蛋白纤维相连的锚定连接。 包括黏着带和黏着斑。 1.黏着带 分布部位: 位于上皮细 胞顶端紧密 连接的下方
功能:介导细胞与细胞外基质的黏着;信号传导功能。
黏着斑的结构与功能
(二) 桥粒连接:与中间纤维相连的锚定连接。包
括桥粒和半桥粒。
1.桥粒(desmosome)
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结构。 形态特征:相邻细胞呈纽扣状铆连结构。
桥粒的结构
A.桥粒的电镜照片
• 在代谢偶联中的作用 胰高血糖素使肝细胞中cAMP信使传向众多肝细胞 • 在神经冲动信息传递中的作用 心肌跳动,小肠蠕动 • 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,肿瘤细胞间隙 连接少或无 • 间隙连接的通透性可以调节 受离子、PH等因素影响
(二)化学突触(chemical synapse)
根据分子结构特点及作用方式,可分为四大类: • 钙黏着蛋白(cadherin) • 选择素(selectin) • 免疫球蛋白超家族(IgSF) • 整联蛋白(integrin)
细胞黏附分子结构组成:
• 胞外区(N端):带有糖链较长,与配体识别的部位。