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1、第十章细胞连接与细胞黏附 CellJunctionandCellAdhesion 杨翠兰2018 11 3 细胞连接 celljunction 与细胞黏附 celladhesion 是细胞间结构和功能联系的基本形式 概述 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 小肠壁横切面简易模式图肠壁由上皮组织 红色 结缔组织 绿色 和肌肉组织 黄色 三部分构成 每种组织都是由细胞与细胞或者细胞与基质相互粘连构成的整体 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称为细胞连接 分布 人和动物体内除结缔组织和血液外的各种组织 功能 加强细胞间的机械联系和维持组
2、织结构的完整性 协调性 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 分类 根据结构特点和执行功能可分为三大类 封闭连接 occludingjunction 锚定连接 anchoringjunction 通讯连接 communicatingjunction CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 第一节细胞连接 封闭连接 紧密连接 广泛存在于脊椎动物各种上皮细胞 间壁连接 存在于无脊椎动物上皮细胞之间 呈梯状分布 一种软体动物上皮细胞之间的间壁连接电镜图 FromN B Gilula 以紧密连接为代表 细胞膜通过密封
3、线 焊接线 连接 没有缝隙 特点 封闭细胞间隙 限制物质流动 见于皮肤 上皮细胞等组织 一 紧密连接 第十章细胞连接与细胞黏附 1 分布 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 一 紧密连接 2 电镜下结构紧密连接处 两个相邻细胞质膜以断续的点连在一起 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 3 存在部位 环绕每个上皮细胞的顶部 一 紧密连接的结构 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 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B 扫描电镜照片
4、显示蛋白质颗粒条索 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 紧密连接位于上皮细胞的上端 4 分子组成 密封蛋白 claudin 闭合蛋白 occludin PDZ蛋白 ZO家族等 4次穿膜的膜整合蛋白 C 末端和N 末端均伸向细胞质 对紧密连接的形成和功能起重要作用 胞质外周蛋白 起连接和调节作用 CellJunctionandCellAdhesion 一 紧密连接 一 紧密连接的结构 第十章细胞连接与细胞黏附 4 分子组成 紧密连接模式图A 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 CellJunctionandCellAdhesi
5、on 一 紧密连接 一 紧密连接的结构 第十章细胞连接与细胞黏附 二 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带 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 防止组织中的物质回流入腔中 2 形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障 从而维持上皮细胞的极性 CellJunctionandCellAdhesion 一 紧密连接 第十章细胞连接与细胞黏附 二 锚定连接 锚定连接 是一类由细胞骨架纤维参与 存在于细胞之间或细胞与细胞外基质之间的连接结构 分布 广泛分布于各种组织 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 功能 形成
6、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 细胞的迁移运动以及发育和分化等多种过程 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 锚定连接由两大类蛋白构成 细胞内锚定蛋白 intracellularanchorprotein 一端将特定的细胞骨架成分同连接复合体连接 另一端与穿膜黏着蛋白相连 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 穿膜黏着蛋白 transmembraneadhesionprotein 是一类细胞粘附分子 胞内区 与细胞内锚定蛋白相连 胞外区 与相邻细胞特异的穿膜黏着蛋白或
7、细胞外基质蛋白相连 锚定连接的两类蛋白 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 分类 黏着连接 adheringjunction 与肌动蛋白丝相连的锚定连接 黏着带 adhesionbelt 细胞与细胞之间的黏着连接 黏着斑 focaladhesion 细胞与细胞外基质间的黏着连接 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 桥粒连接 desmosomejunction 与中间纤维相连的锚定连接 桥粒 desmosome 细胞与细胞之间的连接 半桥粒 hemidesmosome 细胞与细胞外基质间的连
8、接 一 黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接 1 黏着带存在部位 位于上皮细胞紧密连接的下方 是相邻细胞之间形成的一个连续的带状结构 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 一 黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接 1 黏着带分子组成 穿膜黏着蛋白 钙黏着蛋白 cadherin 属于Ca2 依赖性细胞黏附分子 胞内区 通过细胞内锚定蛋白与肌动蛋白丝相连 胞外区 与相邻细胞的钙黏着蛋白胞外部分结合 锚定蛋白 联蛋白 黏着斑蛋白 斑珠蛋白 和 辅肌动蛋白 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 第十章细胞连接与细
9、胞黏附 功能 使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和穿膜黏着蛋白连成广泛的穿膜网 使组织连为一个坚固的整体 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作用 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 一 黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接 1 黏着带 第十章细胞连接与细胞黏附 粘着连接与单层上皮细胞管的形成 早期脊椎中神经管的形成就是一个典型例子 小肠上皮细胞之间黏着带结构示意图A 黏着带示意图B 黏着带组成结构模式图 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 一 黏着连接是由肌动蛋白丝参与的
10、锚定连接 1 黏着带 第十章细胞连接与细胞黏附 2 黏着斑 存在部位 位于上皮细胞基底部 是细胞通过局部黏附与细胞外基质之间形成的黏着连接 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 一 黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 分子组成 穿膜黏着蛋白 膜整联蛋白 integrin 多数为 5 1 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 锚定蛋白 踝蛋白 talin 辅肌动蛋白 细丝蛋白 filamin 和纽蛋白等 2 黏着斑 功能 介导细胞与细胞外基质的黏着 参与细胞的迁移 参与细胞信号转导 CellJunction
11、andCellAdhesion 二 锚定连接 一 黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 黏着斑的结构与功能 1 桥粒存在部位 位于上皮细胞黏着带的下方 是相邻细胞间的一种斑点状的锚定连接结构 二 桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 1 桥粒分子组成 细胞内锚定蛋白 构成桥粒斑 是中间纤维附着的部位 桥粒斑珠蛋白桥粒斑蛋白 二 桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 穿膜黏着蛋白 钙黏
12、着蛋白家族 桥粒黏蛋白 桥粒胶蛋白 胞内部分 与细胞内锚定蛋白构成的桥粒斑相连 胞外部分 与相邻细胞的穿膜黏着蛋白相连 通过依赖Ca2 的黏附机制将两个相邻细胞连接在一起 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 二 桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 1 桥粒 第十章细胞连接与细胞黏附 功能 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整体网架 增强了组织抵抗外界压力与张力的机械强度 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 二 桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 1 桥粒 第十章细胞连接与细胞黏附 桥粒的结构A
13、 桥粒的电镜照片B 桥粒结构模式图 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 上皮细胞与基底膜之间的连接结构 因其结构仅为桥粒的一半而得名 形态上与桥粒类似 但功能与化学组成不同 功能 把上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起 防止机械力造成的上皮与其下方的组织剥离 2 半桥粒 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 二 桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 化学组成 锚定蛋白 网蛋白 plectin 构成胞质斑 可与细胞内的中间纤维相连 穿膜黏着蛋白 整联蛋白 6 4 穿膜蛋白BP180可与基底膜中层黏
14、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一起 2 半桥粒 CellJunctionandCellAdhesion 二 锚定连接 二 桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 第十章细胞连接与细胞黏附 半桥粒结构A 半桥粒结构照片B 半桥粒结构模式图 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 A 天庖疮 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 B 类天庖疮 A 桥粒结构破坏引起的皮肤病B 半桥粒结构破坏引起的皮肤病 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道 以实现细胞间电信号和化学信
15、号的通讯联系 从而完成群体细胞间的合作协调 这种连接形式称为通讯连接 communicatingjunction CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 胞间连丝 plasmodesmata 一 间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式 电镜下结构 间隙连接部位相邻细胞膜之间有2 3nm的缝隙 因而间隙连接又称缝隙连接 CellJunctionandCellAdhesion 三 通讯连接 第十章细胞连接与细胞黏附 一 间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式 基本结构单位 连接子 connexon 由6个相同或相似的穿膜连接蛋白 连接子蛋白
16、环绕而成 中央形成1 5 2nm的亲水性通道 相邻质膜上的两个连接子相对接而连在一起 通过中央通道使相邻细胞质连通 功能 加强相邻细胞的连接 介导细胞间通讯 CellJunctionandCellAdhesion 三 通讯连接 第十章细胞连接与细胞黏附 间隙连接的结构A 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C 间隙连接三维结构示意图D 连接子蛋白与连接子 CellJunctionandCellAdhesion 第十章细胞连接与细胞黏附 6个跨膜蛋白亚单位 横径7 5nm 三种类型的通道蛋白 AdaptedfromB Hille IonicChannelsofExcitableMembranes 2nded Sunderland MA Sinauer 1992 第十章细胞连接与细胞黏附 细胞通讯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 协调相邻细胞间的功能活动 间隙连接的通讯方式 代谢耦联和电耦联 代谢耦联 metaboliccoupling 是指分子量小于1kD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 cAMP和IP3等 在相
