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1、第八章 细胞连接、细胞粘附与细胞外基质,人体和其他多细胞生物都由细胞按特定方式有序构建 细胞外基质（ extracellular matrix ） 填充细胞间隙，形成支撑框架 提供细胞生存和行为的环境 细胞粘附（cell adhesion ） 细胞间、细胞与细胞外基质间黏附结合 细胞连接 （cell junction） 使细胞间、细胞与细胞外基质间更紧密连接,人体和其他多细胞生物都由细胞按特定方式有序构建,第一节 细胞连接 第二节 细胞黏附 第三节 细胞外基质,第一节 细胞连接,细胞连接（cell junction）的概念,多细胞生物中细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间的一些特化的连接装置
2、多见于上皮组织 对机体的构建和功能非常重要,封闭连接 锚定连接 通讯连接,细胞连接的类型,细胞连接的类型,上皮细胞间的各种细胞连接,一、封闭连接（occluding junction）,紧密连接（tight junction）,位置 管腔和腺体上皮细胞侧壁近顶端(临腔面),形态和结构 相邻细胞的跨膜蛋白互相对接， 分布呈网状或带状，在细胞侧壁上环绕一圈,作用 封闭细胞间隙 （相对性），阻止管腔上皮 层内外物质的自由进出，是上皮细胞选择 性通透作用的物质基础,紧密连接（tight junction）,相邻细胞质膜上的封闭索,形成封闭索的跨膜蛋白,微绒毛,紧密连接中的跨膜蛋白,密封蛋白,封闭蛋白,
3、跨膜蛋白： 封闭蛋白（claudin） 密封蛋白（occludin） ZO蛋白,二、锚定连接（anchoring junction）,将一个细胞的骨架成分与相邻细胞的骨架成分、或与细胞外基质锚定在一起的结构 广泛分布于动物的各种组织内，在上皮、肌肉等需要承受机械压力的组织中尤为丰富。,二、锚定连接（anchoring junction）,锚定连接主要有两类蛋白质构成：,细胞内锚定蛋白 （与骨架附着）,跨膜黏附蛋白 （黏附分子）,锚定连接类型 （根据连接的细胞骨架成分不同）,3.桥粒（desmosome） 4.半桥粒（hemidesmosome）,1.黏合带（adherens belt） 2.黏
4、合斑（adherens plaque）,与微丝相连,与中间丝相连,1.黏合带（adherens belt）,位于上皮细胞顶部侧面，紧密连接下方，是细胞与细胞之间的带状黏合，对形态发生起重要作用。,黏合带（adherens belt）,位置：位于上皮细胞顶部侧面、紧密连接的下方 形态和结构：是连续的带状粘附连接 作用：在早期胚胎中使上皮细胞片层内陷形成管 状器官原基，对形态发生起重要作用,参与黏合带形成的一些分子,细胞内锚定蛋白,跨膜黏附蛋白 钙黏素,与细胞骨架附着 微丝,2.黏合斑（adherens plaque）,细胞通过局部粘附与细胞外基质之间形成的粘合连接 跨膜粘附蛋白为整合素，胞外介导
5、细胞与细胞外基质成分相连接 胞内通过锚定蛋白与微丝相连,形成局部黏附的一些分子,细胞内锚定蛋白,跨膜黏附蛋白 整合素,与细胞骨架附着 微丝,管腔和腺体上皮细胞侧壁，钮扣或铆钉状连接相邻细胞,3.桥粒 （desmosome）,桥粒（desmosome）,位置： 管腔和腺体上皮细胞侧壁 相邻细胞接触点上一种类似钮扣的点状细胞连接，能牢固 地将相邻细胞扣在一起 形态： 钮扣或铆钉状连接相邻细胞，但保持细胞间隙 作用：维持上皮组织结构,胞内锚定蛋白： 桥粒珠蛋白（plakoglobin） 桥粒斑蛋白（desmoplakin）,跨膜黏附蛋白： 桥粒芯糖蛋白（desmoglein） 桥粒芯胶蛋白（desm
6、ocollin）,组成桥粒的一些分子,4.半桥粒（hemidesmosome）,胞内锚定蛋白： 网蛋白（plectin）,跨膜黏附蛋白： 整合素（integrin）,半桥粒（hemidesmosome）,位置:上皮细胞与细胞外基质接触点(一种点状细胞连接) 形态:铆钉状连接上皮基底面与基膜，只有桥粒的一半结构，其致密斑只存于上皮细胞的胞质面 作用:使上皮组织固定，并分散所承受的机械张力,三、通讯连接（communicating junction）,存在于大多数组织中相邻细胞膜上的特殊 连接通道 实现细胞间电信号和化学信号的通讯联系 完成群体细胞间的合作和协调 包括：1.间隙连接 2.化学突触
7、3.胞间连丝（略）,1.间隙连接（gap junction） 又称缝隙连接,间隙连接（gap junction）,存在于动物细胞（少数终末分化细胞除外）及体外培养细胞 呈斑块状 ，由成簇的连接子组成 电化学和代谢上偶联两个细胞,相邻质膜上的跨膜蛋白分子形成连通的通道 连接子（connexon）。 每一个缝隙连接都含有一簇连接子，数量可达数百。 连接子是由6个连接蛋白亚单位构成。,间隙连接（gap junction）,连接子（connexon）,连接子蛋白与连接子,连接子蛋白,连 接 子,相邻细胞连接子对接形成通道蛋白,作用和特点,介导细胞间电的偶联和化学的偶联。 通透的物质或离子有一定的大小限
8、制。 有组织特异性（连接蛋白不同、通透性不同）。 通透性是可调的。,间隙连接（gap junction）,间隙连接通透的物质或离子有一定的大小限制,间隙连接的通透性是可调的,2.化学突触 （chemical synapse）,存在于神经细胞间和神经细胞与肌细胞间的接触部位。 化学突触的质膜间有20nm的突触间隙。 信号传递速度较慢，电信号化学信号电信号。,神经递质,靶细胞,突触,神经元,第二节 细胞黏附,概念 细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间通过一些特殊的分子彼此识别和结合 是锚定连接的基础，同时也在细胞的迁移和组织构建中起重要作用,一、细胞黏附的基本特性,1.细胞黏附由黏附分子介导 2.
9、细胞间黏附分子结合有三种方式 3.细胞黏附的连接性黏附和非连接性黏附机制 4.细胞黏附是选择性的识别过程,1.细胞黏附由黏附分子介导,细胞黏附分子（cell adhesion molecule）,细胞表面跨膜蛋白 包括细胞间和细胞-基质黏附分子 参与细胞间和细胞与胞外基质的黏附 有多种类型,2.细胞间黏附分子结合有三种方式,嗜同性结合,嗜异性结合,连接分子依赖性结合,3.细胞黏附的连接性黏附和非连接性黏附机制,见于上皮细胞 有特化的连接区 使细胞间结合牢固,连接性黏附,见于非上皮细胞 无特化的连接区 适宜细胞的运动,非连接性黏附,见于上皮细胞 有特化的连接区 使细胞间结合牢固,连接性黏附,上皮
10、的 基底细胞,基底细胞 增殖,相邻细胞 互相连接,上皮扩展,见于非上皮细胞 无特化的连接区 适宜细胞的运动,非连接性黏附,4.细胞黏附是选择性的识别过程,离体的胚胎视网膜细胞,离体的胚胎肝细胞,4.细胞黏附是选择性的识别过程,粘附聚集不是被动的过程，而是选择性识别和粘附过程 细胞间存在着一种相互识别的系统，使巳分化成同一组织的细胞优先粘附聚集 将胚胎组织中的肝细胞和视网膜细胞各自分离后再混合在一起，可以看到同一类型的细胞会彼此粘附在一起形成组织的现象,对胚胎发育中细胞的定向迁移、形成组织起重要作用,细胞黏附,二、几种主要的细胞黏附分子,介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质相互粘附和作用的跨膜糖蛋白
11、分子 作为细胞粘附的分子基础，参与细胞生长、发育、分化、凋亡，以及细胞识别、应答和信号转导等 参与免疫应答、炎症反应、组织修复、器官硬化、血栓形成、移植排斥及肿瘤转移等多种生理、病理过程,黏附分子,二、几种主要的细胞黏附分子,1.钙黏素家族 2.选择素家族 3.免疫球蛋白超家族 4.整合素家族,1.钙黏素家族（40多种钙黏素）,钙黏素（cadherin） 结构：单次跨膜蛋白 胞外结构域形成重复子 功能：介导同型细胞间的嗜同性黏附 维持细胞极性，构建和维持组 织结构,钙黏素 重复子,Ca2+对钙黏素的影响,细胞间的 嗜同性黏附,钙黏素Ca2+依赖的黏附分子,经典钙黏素通过锚定蛋白与微丝结合,细胞
12、内锚定蛋白 （连环蛋白）,跨膜黏附蛋白 钙黏素,微丝,钙黏素的嗜同性黏附,在胚胎发育不同阶段的细胞识别、迁移和分化以及组织器官的构建和修复中起重要作用。,2.选择素家族,结构：单次跨膜蛋白 高度糖基化 重要活性部位：凝集素结构域 功能：介导白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别和 黏附启动炎症免疫反应及维持炎症状态,凝集素结构域,选择素（selectin）,细胞内锚定蛋白,依赖Ca2+的黏附分子,选择素与整合素介导白细胞迁移,白细胞滚动,选择素介导白细胞与血管内皮细胞黏附,3.免疫球蛋白超家族 （immunoglobin superfamily）,不依赖Ca2+的黏附分子,常与钙黏素共表达,免疫球
13、蛋白超家族（immunoglobin superfamily）,成分 ICAM、VCAM、NCAM等 结构 不依赖Ca2+的黏附分子 胞外区有一个或多个Ig样结构域 分布 淋巴细胞、单核细胞、内皮细胞、上皮细胞 功能 与整合素介导白细胞与内皮细胞牢固粘附 参与免疫炎症反应,整合素（integrin）又称整联蛋白 跨膜异二聚体糖蛋白（）， 种类繁多，人体：24种， 9种 分布 淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、血小板 功能 是多数细胞外基质成分的细胞表面受体 介导细胞间或细胞与胞外基质间黏附， 参与信号传导，调控细胞功能,4.整合素家族,整合素参与黏合斑形成,整合素介导细胞骨架与细胞外基质的联系,
14、细胞外基质,肌动蛋白丝,连接蛋白,细胞黏附,无细胞骨架的连接,有细胞骨架的连接,第三节 细胞外基质,概念 由细胞分泌的多种大分子组成的复杂网络结构，充满着细胞之间的大小间隙 功能：形成一种支撑性框架为细胞提供一种有组织的外环境,细胞外基质（ extracellular matrix）,机体组织由细胞和细胞外基质构成 细胞外基质成分、含量和存在形式的差异 在不同组织中的特性 基质钙化 大量成索的胶原纤维 特化为基膜 骨组织坚硬 肌腱、韧带具有强大的张力 控制细胞的行为,一、细胞外基质的主要成分 二、基膜 三、细胞外基质与细胞的相互关系,细胞外基质（ extracellular matrix）,一
15、、细胞外基质的主要成分,1.胶原（collagen）,胶原是人和哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质 占人体蛋白质总量的25%以上 是细胞外基质中最重要的纤维蛋白,胶原分子的结构模式图,基本结构单位： 由3条肽链盘绕成 的3股螺旋结构,甘氨酸,胶原类型：,胶原的主要类型,各种组织中胶原成分有所不同,皮肤和骨组织以I型胶原为主 软骨组织以II型胶原为主要成分 基膜以型胶原为主要成分,胶原原纤维在不同组织中排列方式不同,皮肤中 呈交织状排列 抵抗不同方向的张力 肌腱中 呈平行的条索状排列 与张力的主轴方向平行 骨和角膜中 呈胶合板样成层排列,可高度拉伸的皮肤,“弹性皮肤人” James Morris 异
16、常可拉伸的皮肤是一种遗传综合征的表现，由于胶原蛋白组装或交联中的缺陷所致。在某些个体中是由于缺乏胶原酶而引起，胶原酶将胶原转化为胶原蛋白。,原纤维相关胶原,弹性蛋白分子网络的伸展和回缩,2.弹性蛋白,是弹性纤维的主要成分，赋予组织弹性。 在血管、皮肤中含量丰富,伸 展,回 缩,弹性纤维,3.纤黏连蛋白,是一类非胶原糖蛋白,通过整合素和跨膜黏附分子介导与胞内微丝相连 细胞与胞外基质间的黏附及胞外基质结构的有序组建起重要作用,协同序列,细胞结合位点,肝素结合位点,4.层黏连蛋白,是一类非胶原糖蛋白,是基膜的主要成分之一， 具有与胞外基质（胶原）及细胞表面黏附分子（整合素）的结合位点,5.糖胺聚糖和蛋白聚糖,蛋白聚糖,（1）糖胺聚糖,根据糖基组成和硫酸盐化程度不同,糖胺聚糖,（2）蛋白聚糖,糖胺聚糖与 核心蛋白结合,二、基膜 （basal lamina）,由细胞外基质特化而成的薄层网络状结构，厚度60-100nm 位于大多数上
