细胞生物学-细胞连接与细胞外基质
合集下载
细胞生物学-细胞连接与细胞外基质
◆ 粘着带 (adhesion belts)
粘着带连接位于上皮细胞紧密连接的下方， 靠钙粘 着蛋白同肌动蛋白相互作用， 将两个细胞连接起来, 相邻细胞质膜的间隙为20～25nm, 介于紧密连接和 桥粒之间,又称中间连接(intermediate junctions) 带状桥粒（belt desmosome）。
免疫球蛋白样结 构域系指借二硫 键维系的两组反 向平行β 折叠结 构。
(四)整联蛋白 (integrin)
大多为亲异性细胞粘附分子，其作用依赖于Ca2＋。介导细胞与细胞间的相互
作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整联蛋 白.
整联蛋白是由α 和β 两个亚单位形成的异 二聚体.
◆胶原酶遗传缺陷
某些人具有胶原酶的遗 传缺陷，这样,他们的 胶原纤维就不能正确地 装配，其结果，皮肤和 各种其它的结绨组织就 会降低它们的强度变得 非常的松弛。
氨基聚糖（glysaminoglycan,GAG）
氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的无分枝长链多糖,其 二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖),故称为 氨基聚糖,另一个是糖醛酸.细胞外基质中发现的大多数糖胺 聚糖都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在
粘着带(adherens belt)
●位于上皮细胞紧密连接的下方；
●靠钙粘着蛋白同肌动蛋白相互作用；粘着带处相邻细胞中 的肌动蛋白丝束通过钙粘蛋白和附着蛋白编织成了一个穿细
胞网，把相邻细胞联合在一起。
●
（四）粘着斑
细胞与细胞外基质间亦存在粘合连接，连接处的质膜 呈盘状，称为粘着斑(adhesion plaques)。使细胞中的肌 动蛋白丝束和基质连接起来。
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形 成一个坚挺、有序的细胞群体。
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子按相邻分子相交错四分之一长度、前 后分子首尾相隔35nm的距离自我装配，成为明暗 相间、直径约10nm～30nm的胶原原纤维。 若干胶原原纤维再经糖蛋白粘合成为粗细不等 的胶原纤维。
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原的结构（左模式图，右电镜照片）
第四章 细胞外基质
（extracellular matrix，ECM）
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞外基质（extracellular matrix，ECM）： 细胞外间隙中充满由多种不溶性大分子精密组装起 来的错综复杂的网络结构，即细胞外基质，它是多 细胞生物有机体的固有成分。 细胞外基质的成分主 要包括胶原、非胶原糖蛋白、弹性蛋白以及氨基聚 糖和蛋白聚糖。细胞外基质不仅对组织起支持、保 护、营养作用，而且还与细胞的增殖、分化、代谢、 识别、迁移、死亡等基本生命活动密切相关。
α β
γ
细胞生物学第四章细胞外基质
三条短臂：各由3条肽链的N-端序列构成， 每一短臂包括2个球区及2个短杆区；
长臂：由3条肽链的近C-端序列共同构成杆 区；而末端的分叶状大球区仅由α链C-端序列卷 曲而成，是与硫酸肝素结合的部位。
LN分子中至少存在8个与细胞结合的位点。
细胞生物学第四章细胞外基质
㈡层粘连蛋白 （laminin，LN）
1．分子结构特点 LN是糖链结构最复杂的高分子糖蛋白（含糖 量15%～28%），具有50条左右N连接的寡糖，分 子质量巨大，约850 kDa。 LN由一条重链（α链）和两条轻链（β、γ链） 构成，三条肽链借二硫键交联成不对称的十字形分 子。
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子按相邻分子相交错四分之一长度、前 后分子首尾相隔35nm的距离自我装配，成为明暗 相间、直径约10nm～30nm的胶原原纤维。 若干胶原原纤维再经糖蛋白粘合成为粗细不等 的胶原纤维。
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原分子
细胞生物学第四章细胞外基质
胶原的结构（左模式图，右电镜照片）
第四章 细胞外基质
（extracellular matrix，ECM）
细胞生物学第四章细胞外基质
细胞外基质（extracellular matrix，ECM）： 细胞外间隙中充满由多种不溶性大分子精密组装起 来的错综复杂的网络结构，即细胞外基质，它是多 细胞生物有机体的固有成分。 细胞外基质的成分主 要包括胶原、非胶原糖蛋白、弹性蛋白以及氨基聚 糖和蛋白聚糖。细胞外基质不仅对组织起支持、保 护、营养作用，而且还与细胞的增殖、分化、代谢、 识别、迁移、死亡等基本生命活动密切相关。
α β
γ
细胞生物学第四章细胞外基质
三条短臂：各由3条肽链的N-端序列构成， 每一短臂包括2个球区及2个短杆区；
长臂：由3条肽链的近C-端序列共同构成杆 区；而末端的分叶状大球区仅由α链C-端序列卷 曲而成，是与硫酸肝素结合的部位。
LN分子中至少存在8个与细胞结合的位点。
细胞生物学第四章细胞外基质
㈡层粘连蛋白 （laminin，LN）
1．分子结构特点 LN是糖链结构最复杂的高分子糖蛋白（含糖 量15%～28%），具有50条左右N连接的寡糖，分 子质量巨大，约850 kDa。 LN由一条重链（α链）和两条轻链（β、γ链） 构成，三条肽链借二硫键交联成不对称的十字形分 子。
细胞生物学第四章细胞外基质
第四章 2细胞连接与细胞外基质
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 别与黏附，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通过连接分子中 介才能相互识别与黏附。
一、钙黏着蛋白家族
钙黏着蛋白是一类依赖于Ca2+的同亲型细胞黏附分子。
名称 E-钙黏着蛋白
N-钙黏着蛋白
P-钙黏着蛋白 VE-钙黏着蛋白
应答、炎症发生、凝血、肿瘤转移以及创伤愈合等一系列重
要生理和病理过程的分子基础。
钙黏着蛋白
选择素 根据其分子结构与功能特性，分为四大类：
免疫球蛋白超家族 整联蛋白家族
细胞表面主要黏附分子家族
黏附分子类型 介导细胞与细胞黏着 钙黏着蛋白
选择素 免疫球蛋白超家族 血细胞整联蛋白 介导细胞-细胞外基质黏着 整联蛋白
紧密连接
粘着带 桥粒
间隙连接 半桥粒
第二节 细胞黏附
1.细胞黏附分子 （CAM）
一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，是介导细胞与细胞 之间、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。
粘附分子以受体-配体结合的形式发挥作用，参与细胞的识别，
活化和信号转导，增殖与分化，细胞的伸展与移动，是免疫
胞团或组织的过程
细胞连接、细胞黏附和细胞外基质
第一节 细胞连接
一、封闭连接（occluding junctions） 二、锚定连接（anchoring junction） 三、通讯连接（communicating junction）
一、封闭连接
（一）紧密连接（tight junction）
又称封闭小带，是封闭连接的主要形式。
黏着斑 半桥粒 –
2.细胞黏附分子的组成
① 较长的胞外区：肽链的N端部分，带有糖链，是 与配体识别的部位 ；
连接分子依赖性结合：即相邻细胞黏附分子通过连接分子中 介才能相互识别与黏附。
一、钙黏着蛋白家族
钙黏着蛋白是一类依赖于Ca2+的同亲型细胞黏附分子。
名称 E-钙黏着蛋白
N-钙黏着蛋白
P-钙黏着蛋白 VE-钙黏着蛋白
应答、炎症发生、凝血、肿瘤转移以及创伤愈合等一系列重
要生理和病理过程的分子基础。
钙黏着蛋白
选择素 根据其分子结构与功能特性，分为四大类：
免疫球蛋白超家族 整联蛋白家族
细胞表面主要黏附分子家族
黏附分子类型 介导细胞与细胞黏着 钙黏着蛋白
选择素 免疫球蛋白超家族 血细胞整联蛋白 介导细胞-细胞外基质黏着 整联蛋白
紧密连接
粘着带 桥粒
间隙连接 半桥粒
第二节 细胞黏附
1.细胞黏附分子 （CAM）
一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，是介导细胞与细胞 之间、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。
粘附分子以受体-配体结合的形式发挥作用，参与细胞的识别，
活化和信号转导，增殖与分化，细胞的伸展与移动，是免疫
胞团或组织的过程
细胞连接、细胞黏附和细胞外基质
第一节 细胞连接
一、封闭连接（occluding junctions） 二、锚定连接（anchoring junction） 三、通讯连接（communicating junction）
一、封闭连接
（一）紧密连接（tight junction）
又称封闭小带，是封闭连接的主要形式。
黏着斑 半桥粒 –
2.细胞黏附分子的组成
① 较长的胞外区：肽链的N端部分，带有糖链，是 与配体识别的部位 ；
第15章 细胞连接和细胞外基质
广泛存于各种上皮细胞中, 特别是在受机械张力 较大的组织中尤为丰富, 如心肌、膀胱、子宫、子宫 颈和皮肤表皮等处桥粒的量多而且大。
紧密连接
肌动蛋白丝
锚
粘合带
定
连
接
点状桥粒
作
用
中间纤维
图
解
（一）粘合连接 (adherens junction)
又称粘合带(adhesion belt; zonula adherens)或中 间连接(intermediate junctions)。
细胞与细胞外基质间亦存在粘合连接，使细胞中 的肌动蛋白丝束和基质连接起来。
连接处的质膜呈盘状，
称 为 粘 着 斑 (adhesion
plaques)。在 斑 处 靠 一 种 穿
膜 连 接 蛋 白 —— 整 联 蛋 白
(integrin)把肌动蛋白丝束和
整联蛋白 基质
基质连接起来。
肌动蛋白丝束
第二节 细胞之间的连接结构
连接子
大间隙连接
冰
冻
纵
蚀
切 面
质膜
刻 表
面
观
小间隙连接
质膜横切面上显示出的间隙连接电镜图象 大鼠肝分离出的间隙连接负染色电镜图，示连接子 (自N.E.Gilula)
含有数百个连接子 的一个间隙连接
间隙连接与
连接子的电 镜照片
2-4nm 间隙
质膜 1.5nm通道
相邻细胞的两个连接 子形成一个开放通道
(2) 膜蛋白在质膜中的定位: 紧密连接的的存在可防止膜蛋白的自由扩散，
使膜蛋白定位于质膜的一定区域之中。
(3) 机械连接作用: 紧密连接能机械地将相临细胞连接成一整体：如
脑血屏障、血睾屏障、肠上皮细胞的吸收等。
紧密连接
肌动蛋白丝
锚
粘合带
定
连
接
点状桥粒
作
用
中间纤维
图
解
（一）粘合连接 (adherens junction)
又称粘合带(adhesion belt; zonula adherens)或中 间连接(intermediate junctions)。
细胞与细胞外基质间亦存在粘合连接，使细胞中 的肌动蛋白丝束和基质连接起来。
连接处的质膜呈盘状，
称 为 粘 着 斑 (adhesion
plaques)。在 斑 处 靠 一 种 穿
膜 连 接 蛋 白 —— 整 联 蛋 白
(integrin)把肌动蛋白丝束和
整联蛋白 基质
基质连接起来。
肌动蛋白丝束
第二节 细胞之间的连接结构
连接子
大间隙连接
冰
冻
纵
蚀
切 面
质膜
刻 表
面
观
小间隙连接
质膜横切面上显示出的间隙连接电镜图象 大鼠肝分离出的间隙连接负染色电镜图，示连接子 (自N.E.Gilula)
含有数百个连接子 的一个间隙连接
间隙连接与
连接子的电 镜照片
2-4nm 间隙
质膜 1.5nm通道
相邻细胞的两个连接 子形成一个开放通道
(2) 膜蛋白在质膜中的定位: 紧密连接的的存在可防止膜蛋白的自由扩散，
使膜蛋白定位于质膜的一定区域之中。
(3) 机械连接作用: 紧密连接能机械地将相临细胞连接成一整体：如
脑血屏障、血睾屏障、肠上皮细胞的吸收等。
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
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名词解释1、细胞连接cell junction是指在细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞支架蛋白或胞外基质形成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质之间的连接结构。
细胞连接是多细胞生物体相邻细胞之间协同作用的重要组织方式。
2、封闭连接occluding junction将相邻上皮细胞的质膜紧密的连接在一起，组织溶液中的小分子沿细胞间隙从细胞一侧渗透到另一侧，紧密连接是这种连接的代表。
3、锚定连接anchoring junction通过细胞质膜蛋白及细胞骨架系统将相邻细胞或细胞与细胞外基质间连接起来。
4、通讯连接communicating junction介导细胞间的物质转运、化学或电信号的传递，主要包括间隙连接、神经元间的化学突触和植物细胞间的胞间连丝。
5、紧密连接tight junction上皮细胞间的一种特殊的封闭连接，阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧扩散到另一侧，形成渗透屏障，其重要的封闭作用，也形成了上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，维持上皮细胞的极性。
6、半桥粒hemidesmosome位于上皮细胞基底面的一种特化的黏着结构，将细胞黏附到基膜上。
7、胞外基质extracellular matrix分布于细胞外空间、由细胞分泌的蛋白质和多糖形成的网状结构，如胶原和蛋白聚糖等，在决定细胞形状和活性过程中起着一种整合作用。
8、蛋白聚糖proteoglycan由一个核心蛋白和多个糖胺聚糖链组装成的蛋白-多糖复合物。
蛋白聚糖可吸附大量水分子形成一个多孔的亲水性凝胶，赋予组织抗压特性。
9、钙黏蛋白cadherin介导钙依赖性的细胞与细胞黏着的相关糖蛋白家族成员。
10、钙调蛋白calmodulin一种高度保守、广泛分布的小分子钙结合蛋白，参与许多钙依赖性的生理反应与信号传导，每个钙调蛋白分子有四个钙离子结合位点。
11、间隙连接gap junction在动物细胞间专司细胞间通信的连接方式。
细胞生物学第十五章细胞连接
（二）粘合带与粘合斑
粘合带（adhesion belt）呈带状环绕细胞，一般位于 上皮细胞顶侧面的紧密连接下方。在粘合带处相邻细胞 的间隙约15～20nm。
间隙中的粘合分子为E-钙粘素。在质膜的内侧有几种附 着蛋白与钙粘素结合在一起，这些附着蛋白包括：α-， β-，γ-连锁蛋白、粘着斑蛋白、α-辅肌动蛋白和片 珠蛋白。
（一）桥粒与半桥粒
桥粒存在于承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食 管等处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。相邻细胞 间形成纽扣状结构，细胞膜之间的间隙约30nm，质膜 下方有细胞质附着蛋白质，如片珠蛋白、桥粒斑蛋白 等，形成一厚约15～20nm的致密斑。斑上有中间纤维 相连，中间纤维的性质因细胞类型而异，如：在上皮 细胞中为角蛋白丝，在心肌细胞中则为结蛋白丝。桥 粒中间为钙粘素。因此相邻细胞中的中间纤维通过细 胞质斑和钙粘素构成了穿胞细胞骨架网络。
每个连接子由6个connexin分子组成。 连接子中心形成一个直径约1.5nm的孔道。 连接单位由两个连接子对接构成。
间隙连 接电镜
照片
间隙连接模型
连接子电 镜照片
2、成分 已分离20余种构成连接子的蛋白,属同一蛋白家族,
其分子量26—60KD不等； 连接子蛋白具有4个α-螺旋的跨膜区，是该蛋白家
紧密连接的焊接线由跨膜细胞粘附分子构成，主要 的跨膜蛋白为claudin和occludin，另外还有膜的外 周蛋白ZO。
紧密连接作用：一是防止可溶性物质从上皮细胞层 一侧通过胞外间隙扩散到另一侧，形成渗透屏障， 起着封闭作用；消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血 管内皮以及睾丸支持细胞之间都存在紧密连接。后 二者分别构成了脑血屏障和睾血屏障，能保护这些 重要器官和组织免受异物侵害。
三、通讯连接 间隙连接：分布广泛，几乎所有的动物 组织中都 存在间隙连接。 化学突触：存在于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导神经冲动。 胞间连丝：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连 接,完成细胞间的通讯联络。
08细胞生物学第九章细胞连接
使胞间连丝的有效孔径扩大。
Plasmodesmata of cultured plant cells
Plasmodesmata
三、化学突触 synapse
存在于可兴奋细胞间，通过释放神经递质传导兴奋。 由突触前膜、突触后膜、突触间隙组成。 突触前神经元突起末梢膨大，称突触小体。 突触小体内有突触小泡，内含神经递质。
Gap junction
AFM image of connexon
A. Open state iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ca2+ free buffer; B. Close
（二）胞间连丝 plasmodesmata
由穿过细胞壁的原生质构成，直径约20~40nm。中央 有SER形成的连丝小管。
功能上与动物细胞间的间隙连接类似。 通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，
β subunit binds RGD domain on fibronectin subunit binds calcium Ca2+ necessary for substrate binding
Hemidesmosomes
Hemidesmosome TEM
Keratin filaments
作业2：
1、简述细胞膜上糖类的分布和作用。 2、细胞骨架的内容和作用是什么？
五、透明质酸粘素hyaladherin
可结合HA的一类分子，如：CD44族。 CD44的功能包括：
介导细胞与ECM的粘附； 参与细胞对HA的摄取及降解； 参与淋巴细胞归巢； 参与T细胞活化；促进细胞迁移。
CD44往往在肿瘤细胞中高表达，与成瘤性、侵袭性及 淋巴结转移性有关。
Cadherin
Plasmodesmata of cultured plant cells
Plasmodesmata
三、化学突触 synapse
存在于可兴奋细胞间，通过释放神经递质传导兴奋。 由突触前膜、突触后膜、突触间隙组成。 突触前神经元突起末梢膨大，称突触小体。 突触小体内有突触小泡，内含神经递质。
Gap junction
AFM image of connexon
A. Open state iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ca2+ free buffer; B. Close
（二）胞间连丝 plasmodesmata
由穿过细胞壁的原生质构成，直径约20~40nm。中央 有SER形成的连丝小管。
功能上与动物细胞间的间隙连接类似。 通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，
β subunit binds RGD domain on fibronectin subunit binds calcium Ca2+ necessary for substrate binding
Hemidesmosomes
Hemidesmosome TEM
Keratin filaments
作业2：
1、简述细胞膜上糖类的分布和作用。 2、细胞骨架的内容和作用是什么？
五、透明质酸粘素hyaladherin
可结合HA的一类分子，如：CD44族。 CD44的功能包括：
介导细胞与ECM的粘附； 参与细胞对HA的摄取及降解； 参与淋巴细胞归巢； 参与T细胞活化；促进细胞迁移。
CD44往往在肿瘤细胞中高表达，与成瘤性、侵袭性及 淋巴结转移性有关。
Cadherin
细胞生物学[第十五章 细胞社会的联系：细胞连接、细胞黏着和.
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一、细胞连接细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系, 协同作用的重要组织方式。
共分三类:(1封闭连接 (occluding junctions :紧密连接 (tight junction 是典型的代表。
它将相邻细胞的质膜密切连接在一起阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。
(2锚定连接 (anchoring junctions :通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。
分为两类:①与中间纤维相关的锚定连接, 包括桥粒(desmosome、半桥粒 (hemidesmosome;②与肌动蛋白纤维相关的锚定连接, 包括黏合带 (adhesion belt、黏合斑 (focal adhesion。
(3通讯连接 (communicating junctions :主要包括间隙连接 (gap junction 、神经细胞间的化学突触 (chemical synapse和植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata。
(一封闭连接紧密连接是封闭连接的主要形式, 一般存在于上皮细胞之间, 在光镜下小肠上皮细胞之间的闭锁堤区域便是紧密连接存在的部位。
功能:阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧扩散到另一侧, 因此起重要的封闭作用, 同时还将上皮细胞的游离端与基底细胞膜上的膜蛋白相互隔离。
还具有隔离与支持功能。
焊接线:也称为嵴线,一般认为它由成串排列的特殊跨膜蛋白组成,相邻细胞的嵴线相互交联封闭了细胞之问的空隙。
目前已从嵴线中分离出两类蛋白: (1封闭蛋白 (occludin,为一个相对分子量为 60×103的 4次跨膜蛋白。
(2另一类也称 claudin , 也是跨膜 4次的蛋白家族 (现已发现有 15种以上。
(二锚定连接锚定连接在机体内分布很广, 在上皮组织、心肌和子宫颈等组织中量尤为丰富。
功能:通过锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体。
细胞粘着和细胞外基质
细胞粘着和细胞外基质是细胞生物学中非常重要的概念。
细胞粘着是指细胞表面的两种蛋白质相互作用的过程。
而细胞外基质是指细胞外的大量分子，这些分子可以创造出一种生物学上的环境，细胞可以在其中生长和繁殖。
这两种概念之间密切相关，因为它们一起构成了许多生物学过程的前提条件。
细胞表面的两种蛋白质细胞表面的两种蛋白质是细胞间粘接和膜蛋白质。
细胞间粘接分为三种不同类型：紧密连接、脂肪质连接和互锁连接。
这些连接对于不同类型的细胞都非常重要，例如：皮肤细胞需要厚实的脂肪质连接来保护身体免受外界的伤害。
而神经元之间的连接则需要互锁连接来进行快速而可靠的传输。
另一方面，细胞膜上的蛋白质主要有两种类型：整合素和受体。
整合素是一种细胞膜上的蛋白质，通过与细胞外基质相互作用，它们能够将单个细胞与其他单个细胞连接在一起。
这种连接是细胞之间相互作用的必要条件。
而受体则能够接收来自外部环境的信号，从而使细胞对特定信号产生应答。
这常常是与细胞外环境进行交互的关键。
细胞外基质的生物学环境细胞外基质包含了许多重要的分子，这些分子构成了细胞外的环境，它对于细胞的形态和功能非常重要。
例如，细胞外基质中的Collagen能够保持细胞的形态和结构，使组织具有刚性。
而Elastin则能够使组织具有弹性，能够更好地适应性状变化，并对机械压力做出快速的反应。
无论是哺乳动物还是无脊椎动物，细胞外基质对于生物的形态和功能都起着非常重要的作用。
以人为例，骨骼是人体组织中最坚硬的部分，它由钙和磷等颗粒构成，并通过适当的蛋白质连接在一起。
这种连接能够抵抗外界环境的各种压力，并且能够使人体组织保持相对稳定的状态。
细胞外基质的功能细胞外基质的功能很多，它们可以控制细胞的形态和形象，从而对许多细胞生物学过程产生影响。
与生物学过程相关的一些重要功能包括细胞分裂、细胞分化和组织形成。
这些过程中，细胞必须依靠与细胞外基质的相互作用，以保持其形态和结构。
细胞也可以通过细胞外基质来感知到外界的环境变化。
细胞生物学之细胞连接
连接方式，通过粘着蛋白、整联蛋白和细胞骨架 体系以及细胞外基质的相互作用，将相邻细胞或 细胞与细胞外基质连接起来，形成一个坚挺、有 序的细胞群体。
主要作用
形成能够抵抗机械张力的牢固粘合。
根据参与连接的骨架纤维类型和锚定部位的不 同，分为二大类：
黏合带：细胞之间
黏合连接(adhering junction)
要意义
常见于肌细胞与肌腱的连接中 细胞的粘附、铺展与迁移
三、通讯连接 （Communicating junction）
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
主要包括
间隙连接(gap junction) 化学突触(chemical synapse)
神经细胞间
胞间连丝(plasmodesmata)
黏着斑：细胞与基质之间
桥粒：细胞之间
桥粒连接(desmosome junction)
半桥粒：细胞与基质之间
电镜下桥粒
A
B
C
D
Fig.3
半桥粒与桥粒的结构对比图解
中间纤 维丝
质膜
中间丝
细胞1
钙粘蛋白
胞质附着蛋白
keratin
整联蛋白
细胞外区
细胞外基质
细胞2
①桥粒与半桥粒
桥粒是在两个细胞间形成纽扣式的结构将相邻细胞铆接 在一起， 中间纤维锚定位点。半桥粒通过细胞的膜蛋白（ 整合蛋白），与基膜中的层粘连蛋白发生黏附性结合，从 而使细胞与基膜牢固地连接在一起。
钙粘素（ cadherin ） 整合素（ integrin ） 选择素（ selectin ） 免疫球蛋白超家族（ immunoglobulin superfamily，IgSF ）
主要作用
形成能够抵抗机械张力的牢固粘合。
根据参与连接的骨架纤维类型和锚定部位的不 同，分为二大类：
黏合带：细胞之间
黏合连接(adhering junction)
要意义
常见于肌细胞与肌腱的连接中 细胞的粘附、铺展与迁移
三、通讯连接 （Communicating junction）
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
主要包括
间隙连接(gap junction) 化学突触(chemical synapse)
神经细胞间
胞间连丝(plasmodesmata)
黏着斑：细胞与基质之间
桥粒：细胞之间
桥粒连接(desmosome junction)
半桥粒：细胞与基质之间
电镜下桥粒
A
B
C
D
Fig.3
半桥粒与桥粒的结构对比图解
中间纤 维丝
质膜
中间丝
细胞1
钙粘蛋白
胞质附着蛋白
keratin
整联蛋白
细胞外区
细胞外基质
细胞2
①桥粒与半桥粒
桥粒是在两个细胞间形成纽扣式的结构将相邻细胞铆接 在一起， 中间纤维锚定位点。半桥粒通过细胞的膜蛋白（ 整合蛋白），与基膜中的层粘连蛋白发生黏附性结合，从 而使细胞与基膜牢固地连接在一起。
钙粘素（ cadherin ） 整合素（ integrin ） 选择素（ selectin ） 免疫球蛋白超家族（ immunoglobulin superfamily，IgSF ）
细胞外基质与细胞连接 (1)
第五章 细胞外基质与细胞连接
第三节 细胞连接 cell junction
3.桥粒 desmosome
❖ 分布：承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管、心肌中。 ❖ 结构：是相邻细胞间形成的纽扣状结构。
跨膜的桥粒蛋白为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。 通过质膜下的致密斑连接中间纤维。 膜间间隙为30nm。 ❖ 功能：使中间纤维形成贯穿整个组织的整体网络，抵抗压力与张 力。
Desmosome
Desmosome
4、半桥粒 hemidesmosome
❖ 存在：位于上皮细胞基面与基膜之间，连接蛋白为整合素。 连接的细胞内骨架成分为中间纤维。
❖ 作用：将上皮细胞固定在基底膜上。
Hemidesmosome
三、通讯连接communicating junction
❖ 1.间隙连接 gap junction ❖ 存在；分布非常广泛，存在于大多数动物组织。几个-105个/细胞。 ❖ 结构：基本单位称连接子（connexon），由6个相同或相似的
❖ 结构：化学突触由突触前膜、突触后膜、突触间隙三 部分组成。突触前神经元的突起末梢膨大呈球形，称 突触小体。突触小体内有突触小泡，内1.5nm的孔洞，两个连接子对接形成 一个间隙连接 单位。连接处相邻质膜有2~4nm的缝隙。 ❖ 注射染料证明间隙连接可允许分子量小于1.5KD的分子通过，但 通透性是可调节的。
Gap junction
2、化学突触 synapse
❖ 存在：可兴奋细胞间的一种连接方式，其作用是通过 释放神经递质来传导兴奋。
第三节 细胞连接 cell junction
3.桥粒 desmosome
❖ 分布：承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管、心肌中。 ❖ 结构：是相邻细胞间形成的纽扣状结构。
跨膜的桥粒蛋白为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。 通过质膜下的致密斑连接中间纤维。 膜间间隙为30nm。 ❖ 功能：使中间纤维形成贯穿整个组织的整体网络，抵抗压力与张 力。
Desmosome
Desmosome
4、半桥粒 hemidesmosome
❖ 存在：位于上皮细胞基面与基膜之间，连接蛋白为整合素。 连接的细胞内骨架成分为中间纤维。
❖ 作用：将上皮细胞固定在基底膜上。
Hemidesmosome
三、通讯连接communicating junction
❖ 1.间隙连接 gap junction ❖ 存在；分布非常广泛，存在于大多数动物组织。几个-105个/细胞。 ❖ 结构：基本单位称连接子（connexon），由6个相同或相似的
❖ 结构：化学突触由突触前膜、突触后膜、突触间隙三 部分组成。突触前神经元的突起末梢膨大呈球形，称 突触小体。突触小体内有突触小泡，内1.5nm的孔洞，两个连接子对接形成 一个间隙连接 单位。连接处相邻质膜有2~4nm的缝隙。 ❖ 注射染料证明间隙连接可允许分子量小于1.5KD的分子通过，但 通透性是可调节的。
Gap junction
2、化学突触 synapse
❖ 存在：可兴奋细胞间的一种连接方式，其作用是通过 释放神经递质来传导兴奋。
细胞连接和细胞外基质
通讯连接： 包括间隙连接（gap junction）和突触连接
（synapse junction）
结构： 间隙连接由连接子构成。 连接子：由6个跨膜蛋白的亚单位环
列形成，中心有一个直径约 1.5nm 孔道的 短柱状结构，相邻膜上的连接子对合连接 即形成间隙连接。
突触连接：以化学突触的形式连接。 功能：通讯、代谢偶联、信息传递。
３、什么是细胞膜的液态镶嵌模型？
４、举例说明膜的不对称性和流动性。
5、细胞连接有几种方式，各有何特点？ 6、比较各种细胞内外物质跨膜运输方式的特点及生物学意
义。 7、简述膜受体的类型、特性和功能。 8、以肾上腺素引起肝糖原分解为例，说明细胞通讯的过程。
10、解释名词：
单位膜 ／ 生物膜
粘合带／粘合斑 主动运输/被动运输
吞噬/胞饮
细胞通讯 膜受体 第二信使
连接子/桥粒
胞吞作用/胞吐作用 载体蛋白/通道蛋白
细胞识别 配体
• 结构特点：细胞膜之间无空隙，由细胞膜上 成串排列的跨膜蛋白形成嵴线，相邻细胞的 嵴线相互交联，封闭了细胞之间的空隙。
• 分布：上皮细胞之间(小肠上皮,膀胱上皮,脑 毛细血管内皮)
• 功能：封闭作用 隔离作用（隔离膜转运蛋白，保证转
运方向性） 支持作用
二.锚定连接:
桥粒与半桥粒
桥粒：细胞膜之间有15--30nm的空 隙，由连接蛋白与骨架纤维连接形 成纽扣状或带状结构.
细胞膜
盘状致密斑 (15-20nm) 桥粒蛋白
中间纤维 细胞间隙
（30nm)
பைடு நூலகம்
半桥粒：其形态与桥粒类似，但 半桥粒是细胞与其下方的基底膜 相连。
中间纤维 细胞膜
桥粒与半桥粒：它们似铆钉将 相邻细胞或细胞与基质牢牢连 基底膜 接起来, 起支持，附着，抵抗外 桥粒蛋白 界压力与张力的作用。
第八章 细胞连接与细胞外基质
通讯连接—间隙连接电镜图
3、通讯连接
• 通讯连接 (communicating junction) 介导相邻细胞间 的物质转运、化学或电信号的传递，除有机械的细 胞连接作用之外，还可以在细胞间形成电耦联或代 谢耦联 • 间隙连接 (gap junction) 化学突触 (chemical synapse) 胞间连丝 (plasmodesmata)
• 高度亲水性、带有大量负电荷
• 可结合大量水分子，赋予组织一定的抗压性
细胞外基质——糖胺聚糖(氨基聚糖)
（2）蛋白聚糖 proteoglycan
• 见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面 • 是糖胺聚糖与核心蛋白共价连接形成的巨分子 • 数百个不同的糖胺聚糖与核心蛋白 (core protein) 的丝 氨酸残基连接，形成蛋白聚糖单体 a specific proteoglycan (red) and cell nuclei (blue), cells from a human heart valve
（1）、间隙连接(gap junction) • 间隙连接 分布广泛，几乎存 在于所有的动物组织中 • 相邻细胞的膜间隙为2～3 nm， 也称缝隙连接 • 连接子(connexon)：构成间隙 连接的基本单位，由 6 个 相同或相似的跨膜连接蛋白 connexin 环绕而成，中间孔 道直径约1.5 nm • 连接蛋白均含4个保守的α螺 旋跨膜区
第八章 细胞连接与细胞外基质
细胞外被
细胞膜
胞质溶胶层
细胞连接——
细胞与细胞之间表面某些区域已经 特化形成的各种结构。
1、 紧密连接 2、 黏合连接（桥粒） 3、 间歇连接
紧密连接 （tight junction）
紧密连接电镜图
细胞连接、细胞粘附与细胞外基质-细胞生物学-课件
信号转导
细胞外基质通过与细胞的相互作用， 传递生长、分化等信号，影响细胞行 为。
物质交换
细胞通过细胞外基质摄取营养物质， 同时排出代谢废物。
力学响应
细胞能够感知并响应细胞外基质的物 理特性，如应变、张力等，从而调整 自身行为。
05
细胞连接、细胞粘附与细胞外基质的
相互关系
细胞连接与细胞外基质的相互作用
细胞连接是指细胞间相互作用和连接的方式， 包括紧密连接、锚定连接和通讯连接等。
细胞外基质是由多种蛋白质和生物大分子组成 的复杂网络，为细胞提供支持和保护。
细胞连接与细胞外基质的相互作用主要表现在 细胞外基质通过与细胞连接的相互作用，影响 细胞的生长、分化、迁移和凋亡等过程。
细胞粘附与细胞外基质的相互作用
细胞连接、细胞粘附与细 胞外基质
• 引言 • 细胞连接 • 细胞粘附 • 细胞外基质 • 细胞连接、细胞粘附与细胞外基质的
相互关系 • 总结与展望
01
引言
细胞连接、细胞粘附与细胞外基质的定义
01
02
03
细胞连接
细胞连接是指细胞间通过 特定分子相互连接的方式， 包括紧密连接、锚定连接 和通讯连接等。
功能粘附不仅有助于维持细胞的正常 生理功能，还与肿瘤转移、炎症反应 等病理过程密切相关。
信号转导与粘附
信号转导与粘附是相互关联的过程，细胞粘附分子在介导细 胞与细胞外基质之间的相互作用的同时，也传递着生长因子 、激素等信号分子。
这些信号分子通过激活特定的信号转导通路，影响细胞的生 长、分化、凋亡等生物学过程，对于维持组织稳态和疾病发 展具有重要意义。
细胞粘附
细胞粘附是指细胞与细胞 之间或细胞与胞外基质之 间的相互作用，通过粘附 分子实现。
第五章细胞连接和细胞外基
一、细胞连接分类 （一）连接方式分类： • 紧密连接 • 桥粒、半桥粒 • 中间连接（黏合带、黏合斑） • 间隙连接 （二）执行功能分类：
• 封闭连接（occluding junction）:紧密连接 • 锚定连接（anchoring junction）:桥粒、粘合带 • 通信连接（communicating junction）:间隙连接
（三）免疫球蛋白超家族
有免疫球蛋白结构域，不依赖Ca2+的粘
连分子 同亲型粘附：N-CAM、PE-CAM 异亲型粘附：I-CAM、V-CAM，与整联蛋白粘
附
选 择 素
（四）整联蛋白
依赖Ca2+的异亲型粘连分子，介 导细胞与细胞之间，细胞与基质之 间的连接
α、β二亚基组成跨膜结构 胞外区含RGD结构，与基膜、胶 原、纤粘连分子连接 胞内区：与微丝（肌动蛋白）、 中等纤维连接
（二）结构
存在形式：胶原纤维 组成单位：胶原原蛋白分子 结构特点：四分之一规则错位，首尾相接 分子结构：Gly—X—Y重复结构
Gly：甘氨酸 X：脯氨酸（pro） Y：羟脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸（Hylys）
collagen
（三） 功 能
• 组织支持物，弹性、韧性 • 粘附、运动 • 细胞识别、细胞间相互作用
3. 细胞粘着方式：
（一）钙粘素
依赖于Ca2+的同亲型粘连分子
E-钙粘素：上皮细胞 N-钙粘素：神经、肌肉细胞 P-钙粘素：胎盘、表皮 VE-钙粘素：血管内皮细胞
（二）选择素 依赖于Ca2+的异亲型粘连分子，参与白细
胞迁移肿瘤转移 L-选择素：淋巴细胞、白细胞 P-选择素：血小板、内皮细胞 E-选择素：内皮细胞
一、封闭连接：以紧密连接为代表，细胞 膜通过密封线（焊接线）网络相连。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形 成一个坚挺、有序的细胞群体。
类型
中间纤维有关的：桥粒（desmosome） 半桥粒（hemidesmosome）
肌动蛋白有关的：粘着带（adhesion belt） 粘着斑（focal adhesion）
广泛存在于各种上皮细胞中, 特别是在受机械张力较 大的组织中尤为丰富, 如心肌、膀胱、子宫、子宫颈和皮 肤表皮等处。
连接子通道的开关可受到调节
当细胞受到损伤时，质膜渗漏，细胞中的代谢物流出， 细胞外高浓度的Ca2+和Na+进入细胞内，[Ca2+]变化对间隙连 接的通透性有调节作用：立即引起间隙连接的通道关闭，避 免影响相邻的正常细胞，造成营养物质流失。
有学者认 为，通道关闭 是由于连接子 的每个亚单位 发生小的扭转 而造成的。
紧密连接的存在部位和结构特点
主要存在于脊椎动物上皮细胞间和表皮细胞间:消化道 上皮,膀胱上皮,脑毛细血管内皮和睾丸支持细胞间都存 在着紧密连接.
(a)上皮细胞切片观察到的紧密连接;
(b)扫描电子显微镜观察的上皮顶部细胞 周围的环状紧密连接
◆从结构上看, 通过连接蛋白形成焊接线（嵴线），封闭相邻 细胞间的空隙。
早前胶原
基因 转录 前体RNA 剪接
细胞核中
细胞外
胶原
原胶原
前α 链 mRNA 翻译 N端前肽 重复Gly-X-Y序列
C端前肽
粗面内质网
维 生羟 素化 C
三股螺旋化
切去前肽
高尔基体
前胶原
◆胶原的作用
● 胶原是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，在 胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最大,, 胶原起着细胞外基质骨架作用; ● 胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外基质 信号传递的调控网络中； ● 在不同组织中，胶原组装成不同的纤维形式, 以适应特定功能的需要。
相邻细胞的两个连
由6个亚单位
接子形成一个开放
构成的连接
通道
子
连接子结构模式图
左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型
连接子的中央 有亲水通道，允许 无机离子和分子量 小 于 1kDa 的 小 分 子 (如糖、氨基酸、核 苷酸和维生素)自由 穿过通道。但一些 大分子（如蛋白质、 核酸和多糖）则不 能通过。
淋巴细胞经钌红染色后，在电镜显示出的细胞外被图象
二、细胞外基质 (extracellular matrix)
细胞外基质： 分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和
多糖所构成的网络结构。
●功能：
细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织； 提供细胞细胞外网架，在组织中或组织间起支持作用. 细胞外基质通过结合一些生长因子和激素结合进行信号传导 影响细胞的代谢、功能、迁移、增殖和分化。
胞间连丝(plasmodesma)
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间 的通讯联络。胞间连丝穿越细胞壁,由相互连接的相邻细胞的 细胞质膜共同组成的直径为20～40nm的管状结构,中央是由内 质网延伸形成的链管结构。
胞间连丝的功能
胞间连丝不仅使相邻细胞的细胞质膜、细胞 质、内质网交融在一起。而且也是植物细胞间物 质运输和传递刺激的重要渠道，它与动物细胞的 间隙连接有许多相同之处。正常情况下它允许 1000道尔顿以下的分子渗透，也能让离子自由通 过。它的活性同样受Ca2+离子浓度的调节等，因 此具有植物信号传导的作用。
（一）桥粒(desmosomes)
细胞间形成纽扣状结构，将相 邻细胞铆接在一起
胞质面由附着蛋 白形成盘状致密斑
桥粒与胞质内的中间纤维连接 形成贯穿与整个组织的整体网络。
30纳米
存在于:承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食道等 处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。
桥粒的电镜图象
盘状致密斑上所连中间丝的性质因细胞类型而异：
在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞 团或组织的过程叫做细胞粘附（cell adhesion） 。
参与细胞粘附的分子称为细胞粘附分子(cell adhesion molecule,CAM)
根据细胞粘附分子的作用方式可以分为四类：
四种类型的细胞粘附分子
整联蛋白
介导两种类型 四种不同方式的粘着
第十三章 细胞连接与细胞外基质
细胞连接(cell junction)
概念：多细胞生物的组织中，细胞与细胞间和细胞与细胞外 基质间往往形成一些结构关系，这些结构称为细胞连接(cell junctions)。
一、封闭连接 (occluding junctions)
紧密连接
紧密连接(tight junction)是封闭连 接的主要形式.将相邻细胞的质膜密切的 连接在一起。不仅连接相邻的细胞, 而 且封闭细胞间隙, 使大多数分子难以在 细胞间通透。
◆一种特殊的细胞连接, 位于特化的具有细胞间 通讯作用的细胞. ◆具机械的细胞连接作用 ◆在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递 信号 ◆通讯连接的方式：
● 间隙连接 ● 胞间连丝 ● 化学突触
（一）间隙连接 (gap junction)
间隙连接是动物细胞中通过连接子(connexons)进行的 细胞间连接。所谓“间隙”,有两层含义,其一是在间隙连接处, 相邻细胞质膜间有2～3nm的间隙;其二是在间隙连接的连接 点处,双脂层并不直接相连, 而是由两个连接子对接形成通道， 允许小分子的物质直接通过这种间隙通道从一个细胞流向另一 个细胞。
(一)细胞外基质的成分
细胞外基质的组成成分分为三大类:
● 蛋白聚糖(proteoglycan): 是由糖胺聚糖以共价的形式与线 性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物， 它们能够形成水性的胶
状物;
● 结构蛋白: 如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的 强度和韧性。
● 粘着蛋白(adhesive proteins):如纤粘连蛋白和层粘连蛋白 ，它们促使细胞同基质结合。其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨 架在细胞表面形成纤维网状复合物，并通过细胞质膜中的整联 蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体。
间隙连接的功能:
1.连接作用。 2.能在细胞间形成电偶联(electrical coupling)。电偶联在 神经冲动信息传递过程中起重要作用。
3. 代谢偶联(matebolic coupling)。代谢偶联可使小分子 代谢物和信号分子通过间隙连接形成的水性通道, 从一个细 胞到另一个细胞。如cAMP和Ca2+等可通过间隙连接从一个 细胞进入到相邻细胞, 因此,只要有部分细胞接受信号分子的 作用,可使整个细胞群发生反应。
紧密连接的功能
1.封闭相邻细胞间的接缝，防止一些大分子在细胞间自由穿行。
从功能上看， 紧密连接除了连接细胞之外，还有两个作用：防止物质双向渗漏，并限制了膜蛋白在脂分子层的流动，维持细胞的极性，有利于物质的跨细胞转运(图4-46)。
2.防止膜蛋白的自由扩散,使膜蛋白限定在质膜的一定区域.
二、锚定连接（anchoring junctions）
三、化学突触 synapse
是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式，其作用是通过释放神经递质来传 导兴奋。
由突触前膜、突触后膜、突触间隙三部分组成。 突触前神经元的突起末梢膨大呈球形，称突触小体。 突触小体内有突触小泡，内含神经递质。
化学突触的结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜）
四、细胞粘附分子 (cell adhesion molecule,CAM)
● 原胶原肽链具有Gly-XY重复序列，对胶原纤维的 高级结构的形成是重要的， 通常：X：PrO，Y：Hypro or Hylys
● 在胶原纤维内 部,原胶原蛋白分 子交替平行排列, 形成周期性横纹
在胶原纤维内部, 有分子内和分子
间的交联。
◆胶原的组装
◆胶原的合成、装配与运输
前胶原(procollagen)是原胶原的前体和分泌形式。
(一)钙粘素(cadherin)
质膜
连锁 蛋白
也叫钙粘附蛋白， 属同亲性依赖 Ca2+的细胞粘连糖蛋白，
肽链伸出部褶叠成5个区，末端 4个区具有Ca2+结合部位(高度钙依 赖性) 。
钙粘蛋白通过附着蛋白组与质 膜下方的平行于质膜排列的肌动 蛋白丝束相结合。
微丝束
(二)选择素(selectin)
选择素属亲异性CAM，其 作用依赖于Ca2＋ 。主要 参与白细胞与脉管内皮 细胞之间的识别与粘合。
所有动物的大多数组织都存在间隙连接。
基本单位称连接子（connexon），每个连接子由4个或6个相同 或相似的连接蛋白(connexon)亚基环绕中央形成孔径为1.5～ 2nm的水性通道；相邻两细胞分别用各自的连接子相互对接形 成细胞间的通道，
含有数百个连接子的一个间隙连接
2-4nm 间隙
质膜
1.5nm通道
◆胶原酶遗传缺陷
某些人具有胶原酶的遗 传缺陷，这样,他们的 胶原纤维就不能正确地 装配，其结果，皮肤和 各种其它的结绨组织就 会降低它们的强度变得 非常的松弛。
氨基聚糖（glysaminoglycan,GAG）
氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的无分枝长链多糖,其 二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖),故称为 氨基聚糖,另一个是糖醛酸.细胞外基质中发现的大多数糖胺 聚糖都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在
在斑处靠一种穿膜 连接蛋白——整联 蛋白(integrin)把 肌动蛋白丝束和基 质连接起来。
整联蛋白 基质
细胞骨架在细胞连接中的作用
骨架成份通过粘着带和粘着斑将相邻细胞的质膜或质膜与细胞外基质 蛋白联系在一起，不仅增强了组织的机械强度，更重要的是形成了组 织网络和组织整体。
三、通讯连接 (communicacating junctions)
免疫球蛋白样结 构域系指借二硫 键维系的两组反rin)
大多为亲异性细胞粘附分子，其作用依赖于Ca2＋。介导细胞与细胞间的相互
类型
中间纤维有关的：桥粒（desmosome） 半桥粒（hemidesmosome）
肌动蛋白有关的：粘着带（adhesion belt） 粘着斑（focal adhesion）
广泛存在于各种上皮细胞中, 特别是在受机械张力较 大的组织中尤为丰富, 如心肌、膀胱、子宫、子宫颈和皮 肤表皮等处。
连接子通道的开关可受到调节
当细胞受到损伤时，质膜渗漏，细胞中的代谢物流出， 细胞外高浓度的Ca2+和Na+进入细胞内，[Ca2+]变化对间隙连 接的通透性有调节作用：立即引起间隙连接的通道关闭，避 免影响相邻的正常细胞，造成营养物质流失。
有学者认 为，通道关闭 是由于连接子 的每个亚单位 发生小的扭转 而造成的。
紧密连接的存在部位和结构特点
主要存在于脊椎动物上皮细胞间和表皮细胞间:消化道 上皮,膀胱上皮,脑毛细血管内皮和睾丸支持细胞间都存 在着紧密连接.
(a)上皮细胞切片观察到的紧密连接;
(b)扫描电子显微镜观察的上皮顶部细胞 周围的环状紧密连接
◆从结构上看, 通过连接蛋白形成焊接线（嵴线），封闭相邻 细胞间的空隙。
早前胶原
基因 转录 前体RNA 剪接
细胞核中
细胞外
胶原
原胶原
前α 链 mRNA 翻译 N端前肽 重复Gly-X-Y序列
C端前肽
粗面内质网
维 生羟 素化 C
三股螺旋化
切去前肽
高尔基体
前胶原
◆胶原的作用
● 胶原是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，在 胞外基质中含量最高,刚性及抗张力强度最大,, 胶原起着细胞外基质骨架作用; ● 胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外基质 信号传递的调控网络中； ● 在不同组织中，胶原组装成不同的纤维形式, 以适应特定功能的需要。
相邻细胞的两个连
由6个亚单位
接子形成一个开放
构成的连接
通道
子
连接子结构模式图
左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型
连接子的中央 有亲水通道，允许 无机离子和分子量 小 于 1kDa 的 小 分 子 (如糖、氨基酸、核 苷酸和维生素)自由 穿过通道。但一些 大分子（如蛋白质、 核酸和多糖）则不 能通过。
淋巴细胞经钌红染色后，在电镜显示出的细胞外被图象
二、细胞外基质 (extracellular matrix)
细胞外基质： 分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和
多糖所构成的网络结构。
●功能：
细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织； 提供细胞细胞外网架，在组织中或组织间起支持作用. 细胞外基质通过结合一些生长因子和激素结合进行信号传导 影响细胞的代谢、功能、迁移、增殖和分化。
胞间连丝(plasmodesma)
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间 的通讯联络。胞间连丝穿越细胞壁,由相互连接的相邻细胞的 细胞质膜共同组成的直径为20～40nm的管状结构,中央是由内 质网延伸形成的链管结构。
胞间连丝的功能
胞间连丝不仅使相邻细胞的细胞质膜、细胞 质、内质网交融在一起。而且也是植物细胞间物 质运输和传递刺激的重要渠道，它与动物细胞的 间隙连接有许多相同之处。正常情况下它允许 1000道尔顿以下的分子渗透，也能让离子自由通 过。它的活性同样受Ca2+离子浓度的调节等，因 此具有植物信号传导的作用。
（一）桥粒(desmosomes)
细胞间形成纽扣状结构，将相 邻细胞铆接在一起
胞质面由附着蛋 白形成盘状致密斑
桥粒与胞质内的中间纤维连接 形成贯穿与整个组织的整体网络。
30纳米
存在于:承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食道等 处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。
桥粒的电镜图象
盘状致密斑上所连中间丝的性质因细胞类型而异：
在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞 团或组织的过程叫做细胞粘附（cell adhesion） 。
参与细胞粘附的分子称为细胞粘附分子(cell adhesion molecule,CAM)
根据细胞粘附分子的作用方式可以分为四类：
四种类型的细胞粘附分子
整联蛋白
介导两种类型 四种不同方式的粘着
第十三章 细胞连接与细胞外基质
细胞连接(cell junction)
概念：多细胞生物的组织中，细胞与细胞间和细胞与细胞外 基质间往往形成一些结构关系，这些结构称为细胞连接(cell junctions)。
一、封闭连接 (occluding junctions)
紧密连接
紧密连接(tight junction)是封闭连 接的主要形式.将相邻细胞的质膜密切的 连接在一起。不仅连接相邻的细胞, 而 且封闭细胞间隙, 使大多数分子难以在 细胞间通透。
◆一种特殊的细胞连接, 位于特化的具有细胞间 通讯作用的细胞. ◆具机械的细胞连接作用 ◆在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递 信号 ◆通讯连接的方式：
● 间隙连接 ● 胞间连丝 ● 化学突触
（一）间隙连接 (gap junction)
间隙连接是动物细胞中通过连接子(connexons)进行的 细胞间连接。所谓“间隙”,有两层含义,其一是在间隙连接处, 相邻细胞质膜间有2～3nm的间隙;其二是在间隙连接的连接 点处,双脂层并不直接相连, 而是由两个连接子对接形成通道， 允许小分子的物质直接通过这种间隙通道从一个细胞流向另一 个细胞。
(一)细胞外基质的成分
细胞外基质的组成成分分为三大类:
● 蛋白聚糖(proteoglycan): 是由糖胺聚糖以共价的形式与线 性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物， 它们能够形成水性的胶
状物;
● 结构蛋白: 如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的 强度和韧性。
● 粘着蛋白(adhesive proteins):如纤粘连蛋白和层粘连蛋白 ，它们促使细胞同基质结合。其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨 架在细胞表面形成纤维网状复合物，并通过细胞质膜中的整联 蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体。
间隙连接的功能:
1.连接作用。 2.能在细胞间形成电偶联(electrical coupling)。电偶联在 神经冲动信息传递过程中起重要作用。
3. 代谢偶联(matebolic coupling)。代谢偶联可使小分子 代谢物和信号分子通过间隙连接形成的水性通道, 从一个细 胞到另一个细胞。如cAMP和Ca2+等可通过间隙连接从一个 细胞进入到相邻细胞, 因此,只要有部分细胞接受信号分子的 作用,可使整个细胞群发生反应。
紧密连接的功能
1.封闭相邻细胞间的接缝，防止一些大分子在细胞间自由穿行。
从功能上看， 紧密连接除了连接细胞之外，还有两个作用：防止物质双向渗漏，并限制了膜蛋白在脂分子层的流动，维持细胞的极性，有利于物质的跨细胞转运(图4-46)。
2.防止膜蛋白的自由扩散,使膜蛋白限定在质膜的一定区域.
二、锚定连接（anchoring junctions）
三、化学突触 synapse
是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式，其作用是通过释放神经递质来传 导兴奋。
由突触前膜、突触后膜、突触间隙三部分组成。 突触前神经元的突起末梢膨大呈球形，称突触小体。 突触小体内有突触小泡，内含神经递质。
化学突触的结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜）
四、细胞粘附分子 (cell adhesion molecule,CAM)
● 原胶原肽链具有Gly-XY重复序列，对胶原纤维的 高级结构的形成是重要的， 通常：X：PrO，Y：Hypro or Hylys
● 在胶原纤维内 部,原胶原蛋白分 子交替平行排列, 形成周期性横纹
在胶原纤维内部, 有分子内和分子
间的交联。
◆胶原的组装
◆胶原的合成、装配与运输
前胶原(procollagen)是原胶原的前体和分泌形式。
(一)钙粘素(cadherin)
质膜
连锁 蛋白
也叫钙粘附蛋白， 属同亲性依赖 Ca2+的细胞粘连糖蛋白，
肽链伸出部褶叠成5个区，末端 4个区具有Ca2+结合部位(高度钙依 赖性) 。
钙粘蛋白通过附着蛋白组与质 膜下方的平行于质膜排列的肌动 蛋白丝束相结合。
微丝束
(二)选择素(selectin)
选择素属亲异性CAM，其 作用依赖于Ca2＋ 。主要 参与白细胞与脉管内皮 细胞之间的识别与粘合。
所有动物的大多数组织都存在间隙连接。
基本单位称连接子（connexon），每个连接子由4个或6个相同 或相似的连接蛋白(connexon)亚基环绕中央形成孔径为1.5～ 2nm的水性通道；相邻两细胞分别用各自的连接子相互对接形 成细胞间的通道，
含有数百个连接子的一个间隙连接
2-4nm 间隙
质膜
1.5nm通道
◆胶原酶遗传缺陷
某些人具有胶原酶的遗 传缺陷，这样,他们的 胶原纤维就不能正确地 装配，其结果，皮肤和 各种其它的结绨组织就 会降低它们的强度变得 非常的松弛。
氨基聚糖（glysaminoglycan,GAG）
氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的无分枝长链多糖,其 二糖单位之一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖),故称为 氨基聚糖,另一个是糖醛酸.细胞外基质中发现的大多数糖胺 聚糖都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在
在斑处靠一种穿膜 连接蛋白——整联 蛋白(integrin)把 肌动蛋白丝束和基 质连接起来。
整联蛋白 基质
细胞骨架在细胞连接中的作用
骨架成份通过粘着带和粘着斑将相邻细胞的质膜或质膜与细胞外基质 蛋白联系在一起，不仅增强了组织的机械强度，更重要的是形成了组 织网络和组织整体。
三、通讯连接 (communicacating junctions)
免疫球蛋白样结 构域系指借二硫 键维系的两组反rin)
大多为亲异性细胞粘附分子，其作用依赖于Ca2＋。介导细胞与细胞间的相互