医学细胞生物学-细胞连接

合集下载
  1. 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. 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. 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)。
细胞生物学
第三章:细胞微环境与细胞连接
2023/4/16
1
细胞环境包括内环境(细胞内环境)和外 环境(细胞外环境)。
细胞对其环境的稳定性要求很高,其调节 通过细胞与细胞、细胞与环境之间的相互 作用来实现。
作用方式为通过细胞与细胞、细胞与细胞 外基质间的相互识别、黏着、连接和通讯 等…
临床案例
细胞粘着分子
细胞粘附分子的作用方式
1、钙粘着蛋白(钙粘素)
钙粘素(cadherin) ,其作用依赖于Ca2+。至今已鉴定 出30种以上钙粘素,分布于不同的组织。 多为单次跨膜蛋白,介导同嗜性细胞粘着。
钙粘素的作用:
1.介导细胞连接。在成年脊椎动物,E-钙粘素是保持上皮
细胞相互粘合的主要CAM,是粘合带的主要构成成分。
细胞粘着分子
★大致分为四类:钙粘素、选择素、免疫 球蛋白超家族及整联蛋白家族。 细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白,分子结构 由三部分组成:①胞外区,肽链的N端部 分,带有糖链,负责与配体的识别;② 跨膜区,多为一次跨膜;③胞质区,肽 链的C端部分,一般较小,或与质膜下的 骨架成分直接相连,或与胞内的化学信 号分子相连,以活化信号转导途径。
1.间隙连接(gap junction) 分布组织: 普遍存在与各种组织细胞中(成熟骨骼肌细胞和循环系统中
的血细胞除外),相邻膜间有2~4nm距离,故又名缝隙连接.
结构特点: 双方接触面积较大的盘状结构/连接子(Connexons)
许多6-8nm的六角形颗粒规则地排列在质膜上
每个六角形颗粒称为一个“连接小体”,是缝隙连接的结构单位
4、整联蛋白家族
整合素(integrin)专 门介导异嗜性黏着,其 作用依赖于Ca2+/Mg2+。 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 达整合素。 异二聚体,可识别RGD 序列
细胞黏着四家族,免钙整联选择素; 前二同嗜后二异,一硫三钙不分离。
(二)细胞连接
组织
通讯连接
桥粒(细胞间连接)
心肌,表皮
半桥粒 (细胞与ECM) 上皮细胞基部
间隙连接 化学突触 胞间连丝
大多数动物组织中
神经细胞间或神经 骨骼肌接头处
植物细胞间
在细胞间建立电和代谢偶联,具有重 要的通讯功能
功能分类有三种,一封二锚三通讯; 结构分类有八种,一紧二带三黏斑; 四桥五半六间隙,七化八胞植物间; 通透极性要封紧,牢固要靠锚定连。
IgG、血浆滤过、氨苯砜(一种抗菌剂),甚至应用抗 代谢药物和烷化剂
2023/4/16
5
第三章 细胞环境与互作
一、细胞表面 二、细胞粘着与细胞连接
★细胞粘着分子 ★细胞连接
三、 细胞外基质
2023/4/16
6
一、细胞表面
细胞被
☆由碳水化合物形成的覆盖在细胞质膜表面的保护层,称为细胞被, 由于这层结构的主要成份是糖, 所以又称为糖萼(glycocalyx)或多糖包 被。 ☆由细胞分泌产生的,与质膜的蛋白质分子、脂类分子共价结合形成 糖蛋白和糖脂分子
2.参与细胞分化。钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体
组织的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表达的 种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用,从而通过细胞的微 环境,影响细胞的分化,参与器官形成过程。
3.抑制细胞迁移。很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少
或消失,以致癌细胞易从瘤块脱落,成为侵袭与转移的前提。 因而有人将E钙粘素视为转移抑制分子。
☆具有保护,细胞识别和血型决定等重要的作用
细 胞 被 的 结 构 及 组 成
二、细胞粘着与连接
(一)细胞黏着(cell adhesion) 细胞通过黏着分子介导的细胞与细胞或细胞与细胞 外基质之间的粘着。 细胞黏着分子(cell adhesion molecular,CAM) 一类广泛存在于细胞膜上的跨膜糖蛋白,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。
桥粒连接:与中间纤维相连 ➢ 桥粒:细胞与细胞之间 ➢ 半桥粒:细胞与细胞外基质之间
锚定连接两类蛋白
粘着连接是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接
1).粘着带
粘着带(adhesion belt)
小肠上皮细胞之间粘着带结构模式图
2).粘着斑
帮助细胞运动。
粘着斑的结构和功能
桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接
1).桥粒
存在部位:位于上皮细胞粘着带的下方,是相邻细胞接触点上
一种类似纽扣状的结构。



中间纤维




钙黏着蛋白
细胞质斑 桥粒斑蛋白
亲珠蛋白 亲斑蛋白
中间纤维
质膜
桥粒芯蛋白 桥粒胶蛋白
电镜下桥粒
2).半桥粒
半桥粒结构 A.半桥粒结构照片 B.半桥粒结构模式图
锚定连接的种类及其化学组成
ECM 结构蛋白:主要是胶原和弹性蛋白,提供强度和韧性
黏着蛋白:主 要 是 纤 连 蛋 白 和 层 粘 连 蛋 白 , 促 进 细 胞
与细胞外基质的结和 起结构或粘结作用
植物体的组织结构与动物差别很大,它不具有 像动物组织那样的ECM,但植物细胞的细胞壁相 当于动物体中的ECM-纤维素。
植物细胞壁 中的纤维素 (Cellulose)
ECM蛋白
中间纤维
网蛋白
(三)、通讯连接(communicating junction)
◆一种特殊的细胞连接, 位于特化的具细胞间通讯作用 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(gap junction) ●化学突触(chemical synapse) ●胞间连丝(plasmodesmata): 植物细胞所特有
每个连接小体由6个穿膜的连接蛋白围成,中央有直径2nm 的水性通道,相邻细胞膜的连接小体一一对接,孔道相通, 允许分子量1000以下的物质通过。间隙连接的通透性是可以调节 功能:的 加强细胞间连接,介导细胞间通讯。
间 隙 连 接
连接子
间隙连接簇
2.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。由突触前膜 (presynaptic membrane)、突触后膜 (postsynaptic membrane)和突触间隙(synaptic cleft)三部分组成
钙 粘 素 结 构 模 式 图
粘着连接 钙粘素-微丝
桥粒 钙粘素-中间纤维
2、选择素
选择素
( selectin ) 属异嗜性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。已知选择 素 有 三 种 : L- 选 择 素 、 E- 选 择 素 及P-选择素。
在多细胞生物体内,细胞与细胞或细胞外基质之间通过细胞 膜相互联系,形成一个密切相关,彼此协调一致的统一体,称 为细胞连接(cell junction)。
紧密连接 锚定连接 通讯连接
1、以紧密连接为特征的封闭连接
分布:存在腔道上皮细胞管腔面顶端及脑毛细血管内皮细胞间 电镜下结构:
形态:
焊接线/嵴线:跨膜蛋白排列形成膜质双层外层胞质面/P面有嵴网,膜 质双层内层质膜外侧面/E面有对应的沟
连接名称 跨膜连接蛋白 细胞外配体
结合细胞骨架类型
细胞内附着蛋白
粘着带
钙粘着蛋白
相邻细胞钙粘 着蛋白
粘着斑
整联蛋白
ECM蛋白
肌动蛋白丝 肌动蛋白丝
连环蛋白,粘着斑蛋 白
踝蛋白,粘着斑蛋白, a-辅肌动蛋白
桥粒
钙粘着蛋白 (桥粒芯和桥 粒胶蛋白)
ห้องสมุดไป่ตู้相邻细胞钙粘 着蛋白
中间纤维
斑珠蛋白,亲斑蛋白
半桥粒
整联蛋白
含量种类差别大、决定组织物理性状适合其功能
含量少:
上皮组织 肌组织 脑、脊髓
含量多: 结缔组织
平滑肌
动物各种组织中的ECM虽然在量和形态上各不
相同,分子组成也不同,但大致可归纳为三大类:
蛋白聚糖、结构蛋白和黏着蛋白。
具有抵抗压力的作用
蛋白聚糖:主要是糖类物质组成的凝胶样结构
蛋白聚糖(Proteoglycan):水溶性物质,也叫 糖胺聚糖
(一)、ECM的化学组成
ECM
糖胺聚糖(GAG)
凝胶基质-糖胺 蛋白聚糖(PG)
组成
聚糖
透明质酸(HA)
纤维网架-纤维蛋白
胶原(collagen) 结构蛋白: 结构作用 弹性蛋白(elastin)
功能
纤连蛋白(fibronectin) 黏着蛋白: 粘接作用 层粘连蛋白(laminin)
胞进入炎症部位。
选择素及整联蛋白介导白细胞迁移
3、免疫球蛋白超家族
免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily,Ig-SF),分子结 构中含有免疫球蛋白(Ig)的类似结构域CAM超家族, 一般不依赖于Ca2+。免疫球蛋白结构域是指借二硫键维系 的两组反向平行β折叠结构。 多介导淋巴细胞和免疫应答所需要的细胞之间的相互作用
选择素的分子结构 单次穿膜蛋白 胞外区由三个独立结构域组成:
N末端凝集素结构域:识别特异糖基,参与细 胞之间选择性黏附的重要活性部位。 表皮生长因子样结构域:加强分子间黏附 补体结合蛋白结构域:参与补体系统调节作 用
胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。
选择素的功能 ➢ 参与白细胞或血小板与血管内皮的识别,帮助白细
神经元表面蛋白 神经元配蛋白
突触前膜 突触后膜
离子通道
突触前神经末端
突触后神经 末端
突触后膜
突触间隙
轴突 分泌小泡
受体蛋白 树突
突触前膜 信号传递
神经分泌小泡
分泌小泡 停靠蛋白
电位闸门 钙离子通道
钙黏着蛋白 Ig家族黏着蛋白 神经递质受体
锚定蛋白
化学突触的结构
3.胞间连丝
光面内质网 胞质
初生壁
连丝小管 胞质环
分子组成:
♫ 封闭蛋白 (occludin) ♫ 紧密蛋白 (claudin)
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
♫ Zonula occluden (ZO 蛋白)
紧密连接限制膜脂和膜蛋白的侧向扩散
2、锚定连接
分类:
粘着连接:与肌动蛋白纤维相连 ➢ 粘着带:细胞与细胞之间 ➢ 粘着斑:细胞与细胞外基质之间
二、细胞外基质
细胞之间精密有序的胞间网络——由蛋白质和多 糖大分子构成—— 细胞外基质
细胞外基质定义 : 分布于细胞外空间,细胞分泌的由蛋白质和多糖 构成的高度水合性纤维网络凝胶结构。
来源:成纤维细胞(主) 特化组织细胞
功能: 对细胞支持、连接、保护、营养 与细胞各种生命活动有关 与组织细胞病理过程有关 (创伤修复、纤维化、细胞恶变侵润转移)
细胞连接的类型总结
功能分类 封闭连接
锚定连接
结构分类 紧密连接
主要分布 上皮组织
*连接肌动蛋白丝
粘着带(细胞间连接) 粘着斑(细胞与ECM) *连接肌动蛋白丝
上皮组织 上皮细胞基部
主要功能 连接相邻细胞,封闭细胞间隙,防止
大分子从细胞间隙通过
机械地将相邻细胞或将胞与基底膜相 连形成一个牢固而有序的细胞群体或
Jacobson太太患得是渐进性的寻常性天疱疮(pemphigus vulgaris)
2023/4/16
3
Cell Biology
患者具有后天获得性抗表皮 角质细胞跨膜粘着蛋白—
相邻细胞间形成
desmogleins(桥粒芯蛋白) 正常的桥粒连接 的自身抗体。桥粒芯蛋白是 桥粒连接(常使棘细胞连接 在一起的一种细胞连接方式) 中的粘附分子。患者体内产 生的自身抗体的靶点是这些 抗体阻碍正常
中层
胞间连丝
胞间连丝结构图解
质膜
电镜下的胞间连丝横切面
胞间连丝是由穿过细胞壁的质膜围成的细胞质通道,直径约20~40nm。 通道中有一由膜围成的筒状结构,称为连丝小管(desmotubule)。连丝小 管是由光面内质网特化而成,管的两端各与一个细胞中的内质网相连。
连丝小管与胞间连丝的质膜内衬之间,填充有一圈细胞质溶质(cytosol)。 一些小分子可通过细胞质溶质环在相邻细胞间传递。
56岁Phyllis Jacobson是一位已婚的犹太裔秘书,她近来因口腔持续溃疡 一种被她自认为是颊部的“唇疱疹(cold sores)”困扰两个月了,口腔及 舌咽部有破损和溃疡,经局部治疗无效,并出现水泡。
给予抗病毒,抗真菌药物治疗无效,并且病情加重。
血细胞计数检查正常,额中线的与头皮交汇处出现许多小的软水泡。
桥粒的形成
钙粘着蛋白分子膜表面的表 位,通过直接阻断它们的粘 着功能或引起蛋白水解。
2023/4/16
桥粒芯蛋白
桥粒芯蛋白 抗桥粒芯蛋白抗体
4
Diagnosis Treatment
诊断要点:口腔喉部、鼻部粘膜包括非粘膜的皮肤组织 损害;尼科尔斯基氏征阳性;血细胞计数正常;
治疗:每日口服60mg强的松; 严重的患者需要更进一步的抗免疫治疗,包括静脉注射
相关文档
最新文档