细胞粘附分子细胞粘附分子的概念
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细胞粘附分子的功能和临床意义
细胞粘附分子的功能和临床意义作者：奇云来源：《卷宗》2011年第07期摘要：细胞粘附分子是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的一类膜表面糖蛋白分子。
粘附分子以受体—配体结合的形式发挥作用，使细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞—基质—细胞间发生粘附，参与细胞的识别、信号转导、活化增殖与分化，以及细胞的伸展与转移，是免疫应答、肿瘤转移等一系列重要生理和病理过程的分子基础。
本文概述了细胞粘附分子的基本概念，探讨了细胞粘附分子的临床意义。
关键词：细胞粘附分子；功能；特点；临床1 细胞粘附分子的分类和功能[1]1.1 细胞粘附分子的分类同一类型的细胞通过识别而粘附（Adhesion），不易分开，这种现象早在1907就被Wilson注意到。
20世纪的60、70年代，人们致力于发展研究粘附现象的方法和明确有特异性和选择性的分子存在。
直到20世纪70年代末，人们才借助免疫识别的方法，初步确定细胞粘附分子（cell adhesion molecule，CAM）的存在。
细胞粘附分子是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的一类膜表面糖蛋白分子。
以受体—配体结合的形式发挥作用，使细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞—基质—细胞间发生粘附，参与细胞的识别、信号转导、活化增殖与分化，以及细胞的伸展与转移，是免疫应答、肿瘤转移等一系列重要生理和病理过程的分子基础。
可大致分为五类：钙粘素（cadherin）、选择素（selectin）、免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF）、整合素（integrin）及透明质酸粘素（hyaladherin）。
1.2 细胞粘附分子的功能细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由胞外区、跨膜区和胞质区三部分组成：胞外区为肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的识别；跨膜区多为一次跨膜；胞质区为肽链的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。
医学细胞生物学：第10章 细胞连接与细胞黏附
穿膜黏附蛋白
❖ 分类：
细胞骨架 肌动蛋白纤维 中间纤维 类型 （微丝）
分布
黏着连接
桥粒连接
细胞之间
黏着带
桥粒
细胞与细胞外 黏着斑 基质之间
半桥粒
（1）黏着带（Adhesion junction）
由微丝参与的细胞与细胞之间的锚定连接
分布：上皮细胞、心肌细胞等顶端的侧面，紧密连接的下方。 电镜显示，黏着带处细胞间隙约15-20nm。
细胞黏附(Cell adhesion)是通过细胞表面特定的细胞黏 附分子（cell adhesion molecules, CAMs）介导的细胞与 细胞或细胞与细胞外基质之间的彼此黏着。
细胞黏附分子(CAM),广泛存在于细胞膜上的一类穿膜糖 蛋白，以受体-配体结合的形式介导细胞与细胞之间，细胞 与细胞外基质之间相互黏附。
黏着带的构成： 穿膜黏附蛋白：钙黏蛋白 胞内锚定蛋白：α、β、γ联蛋白， 黏着斑蛋白，斑珠蛋白，α-辅肌动 蛋白 骨架纤维：微丝
(2)粘着斑（adhesion plaque） 由微丝参与的细胞与细胞外基质之间的锚定连接。
分布：上皮细胞 基底部，肌细胞 与肌腱连接处。
功能：使细胞牢 固附着
穿膜黏附蛋白为 整联蛋白。
小结：紧密连接（Tight junction）
❖ 结构特点：由相邻细胞膜上的穿膜蛋白（occludin， claudin 等）形成封闭索
❖ 分布：围成管腔的上皮细胞之间（靠近管腔端） ❖ 功能： 1.连接细胞； 2.封闭细胞间隙，防止物质无选择地通过； 3.形成膜蛋白扩散屏障，维持上皮细胞的极性。
2.锚定连接(anchoring junction)
❖ 概念：相邻细胞之间 或细胞与细胞外基质 之间，有细胞骨架纤 维参与的细胞连接， 作用为抵抗机械张力。
细胞黏附分子
（二）整合素家族
• 概念：整合素家族最初是 此类粘附分子主要介导细 胞与细胞外基质的粘附， 使细胞得以附着而形成整 体而得名。
• 组成：整合素家族的粘附 分子都是由α、β两条链 （或称亚单位）经非共价 键连接组成的异源二聚体。 α、β链共同组成识别配体 的结合点。
整合素分子的基本结构
（二）整合素家族
4）粘附作用是短暂和可逆的，且非高度特异性。
5）粘附分子所介导的粘附作用及信号转导均与粘附 分子密度及其与配体的亲和力有关。
二、黏附分子的结构特点
• CAM的结构由三部分组成： 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， 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。
三、黏附分子的命名和分类
• 以功能命名：如细胞间黏附分子(ICAM),血管细胞 黏附分子（VCAM），TCR，LFA-1等。
• 以CD命名：统称为CD抗原/分子。
• 粘附分子根据其结构特点可分为： 免疫球蛋白超家族 整合素家族 选择素家族 钙粘素家族 尚未归类的粘附分子
（一）免疫球蛋白超家族
许多参与抗原识别或细胞间相互作用的分子，具有与免疫球蛋 白相似的结构特征，即具有1个或多个免疫球蛋白V样或C样结 构域。将这些分子称为免疫球蛋白超家族。
（一）参与免疫细胞间的相互作用与活化
参与免疫细胞间的相互作用：辅助受体和协同刺激信号
（1）T细胞：CD28/CD80、LFA-1/ICAM-1、LFA2/LFA-3等增强TCR与APC表面抗原肽-MHC复合物 结合的亲和力；
粘附分子对T细胞的双向调节作用
（一）参与免疫细胞间的相互作用与活化
黏附分子
整合素的配体可分为两类： ①一类是细胞外基质成分，整合素识别这类配体上特 定氨基酸序列；
②另一类配体属于免疫球蛋白家族的黏附分子如 ICAM、VCAM，它们参与细胞与细胞间的黏附。
一些整合素只是在特定时间、特定部位、特定条件 下被激活，活化的整合素能与配体结合并转导不同的信 号。
黏附斑（focal adhesion,FA）为细胞与细胞外基质通过整 合素介导黏附的一种结构。该结构以整合素为中心，整合素 的细胞外区与细胞外基质结合，其β亚基的胞内区直接通过α辅肌动蛋白和踝蛋白与肌动蛋白细丝相连。α-辅肌动蛋白和 踝蛋白能与黏附斑蛋白结合，黏附斑蛋白结合也与肌动蛋白 细丝结合。这样，通过整合素就把细胞外基质与细胞骨架蛋 白偶联起来。 黏附斑在细胞与细胞外基质的黏附和细胞的游走中发挥作 用。当整合素α亚基的胞外区与细胞外基质结合后，整合素发 生聚集，导致整合素β亚基的胞内区直接或间接相连的黏附斑 激酶（focal adhesion kinase,FAK）的激活，该酶是整合素信 号转导通路中的关键酶，激活后又可进一步激活多条细胞内 的信号转导途径，使细胞骨架蛋白重排。整合素除介导细胞 与细胞外基质及细胞间的相互识别和作用外，还是一类广泛 存在于各种细胞表面的能转导信号的受体。它们所介导的信 号转导通路控制细胞的黏附识别和运动性，决定了组织器官 的结构形成和空间定位，与细胞分化和停泊依赖性生长也有
3．细胞表面的寡糖 有些粘附分子如选择素家族 的配体是细胞膜上的寡糖分子。 4．血浆中的可溶性蛋白 如血浆中的纤维蛋白原 和无活性的补体。纤维蛋白原的表面有多个RGD序 列，它可作为连接分子，与多个血小板膜上的整合 素结合，介导血小板之间的粘附反应。细胞表面的 粘附分子通过与一个可溶性的配体结合介导细胞间 的粘附，是细胞间粘附的又一方式
粘附分子
5）细菌、病毒等：HIV（RGD）； 鼻病毒，疟原虫 （通过气道上皮和红细胞表面ICAM-1）。
细胞粘附分子与细胞骨架的联系及信 号转导
已证明多种粘附分子的胞内区通过肌动蛋白结合 蛋白（actin binding protein，ABP）与肌动蛋白组 成的细肌丝相连。这种结合不仅加强了粘附的力度， 还参与细胞的信号转导。
2.功能
1）表达同种钙粘素的细胞之间的特异性识别对胚胎发育 和维持组织结构的完整性和极性具有重要意义。
将小鼠E-、N-、P-cadherin的cDNA分别转染到 不表达cadherin的细胞中去，然后混合培养，则表达 同 种 cadherin 的 细 胞 彼 此 粘 附 ， 而 表 达 不 同 种 cadherin的细胞则不能形成集落。
已知多种信号转导蛋白，如酪氨酸蛋白激酶
（PTK）、酪氨酸蛋白磷酸酶（PTP）等通过对粘附
分子胞内区和与其结合的ABP可逆磷酸化反应，调节
肌动蛋白依赖的多种细胞功能（粘附、变形和运动）
细胞粘附分子的调节
粘附分子在胚胎发育期、免疫炎症反应以及肿瘤 转移过程中有严格的时相性表达，受到胞外信号，包 括激素、生长因子、细胞因子和炎症介质等因素的调 节。这些胞外信号与细胞表面的受体结合后能激活多 条信号转导通路，在这些通路中激活的PTK等可使粘 附分子胞内区磷酸化进而激活多条胞内信号转导途径， 导致细胞骨架重组，造成细胞形态的变化以及细胞的 增生、分化、凋亡等改变。
RGD序列。含有RGD序列的合成肽可抑制整合素与
细胞外基质的结合，从而阻断由整合素介导的血小板 聚集、感染、炎症、肿瘤转移等过程。 2）同种或者异种粘附分子的胞外区
Hale Waihona Puke 3）细胞表面的寡糖4）血浆中的可溶性蛋白：纤维蛋白原表面有多个RGD 序列，可作为连接分子介导血小板之间的粘附反应。 另外细胞表面的CAM通过与一个可溶性的多价分子结 合介导细胞之间的粘附，是细胞间粘附的又一方式。
细胞粘附分子与细胞骨架的联系及信 号转导
已证明多种粘附分子的胞内区通过肌动蛋白结合 蛋白（actin binding protein，ABP）与肌动蛋白组 成的细肌丝相连。这种结合不仅加强了粘附的力度， 还参与细胞的信号转导。
2.功能
1）表达同种钙粘素的细胞之间的特异性识别对胚胎发育 和维持组织结构的完整性和极性具有重要意义。
将小鼠E-、N-、P-cadherin的cDNA分别转染到 不表达cadherin的细胞中去，然后混合培养，则表达 同 种 cadherin 的 细 胞 彼 此 粘 附 ， 而 表 达 不 同 种 cadherin的细胞则不能形成集落。
已知多种信号转导蛋白，如酪氨酸蛋白激酶
（PTK）、酪氨酸蛋白磷酸酶（PTP）等通过对粘附
分子胞内区和与其结合的ABP可逆磷酸化反应，调节
肌动蛋白依赖的多种细胞功能（粘附、变形和运动）
细胞粘附分子的调节
粘附分子在胚胎发育期、免疫炎症反应以及肿瘤 转移过程中有严格的时相性表达，受到胞外信号，包 括激素、生长因子、细胞因子和炎症介质等因素的调 节。这些胞外信号与细胞表面的受体结合后能激活多 条信号转导通路，在这些通路中激活的PTK等可使粘 附分子胞内区磷酸化进而激活多条胞内信号转导途径， 导致细胞骨架重组，造成细胞形态的变化以及细胞的 增生、分化、凋亡等改变。
RGD序列。含有RGD序列的合成肽可抑制整合素与
细胞外基质的结合，从而阻断由整合素介导的血小板 聚集、感染、炎症、肿瘤转移等过程。 2）同种或者异种粘附分子的胞外区
Hale Waihona Puke 3）细胞表面的寡糖4）血浆中的可溶性蛋白：纤维蛋白原表面有多个RGD 序列，可作为连接分子介导血小板之间的粘附反应。 另外细胞表面的CAM通过与一个可溶性的多价分子结 合介导细胞之间的粘附，是细胞间粘附的又一方式。
第八章黏附分子
二、黏附分子的分类
❖ 整合素家族（integrin family） ❖ 选择素家族（selectin family) ❖ 免疫球蛋白超家族( Ig superfamily) ❖ 钙黏蛋白家族(cadherin family) ❖ 未归类的黏附分子
（一）整合素家族
❖ 由αβ两条链经非共价键连接组成的异二聚体， 是一组位于细胞表面的糖蛋白受体
❖ 至少16 种α亚单位和8种β亚单位，以β亚单位 可将整合素家族分为8个组。
❖ 一种整合素可分布于多种细胞，同一种细胞 也往往有多种整合素的表达。表达水平可随 细胞分化和生长状态发生改变。
举例：LFA-1（lymphocyte function associated antigen-1)
❖ 分子组成： ❖ 分布：thymocyte, T cell, macrophage ❖ 配体：ICAM-1、2、3（表达于APC） ❖ 功能：参与T细胞与APC或靶细胞的相互作用
❖ 趋化与粘附
黏附分子的命名
❖ 以功能命名：如细胞间黏附分子(ICAM),血管 细胞黏附分子（VCAM），TCR，LFA-1等
❖ 以CD命名：统称为CD抗原/分子
CD：cluster of differentiation
❖ CD： 应用以单克隆抗体鉴定为主的方法， 将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同 一分化抗原称CD
（二）选择素家族
❖ 家族各成员胞膜外结构域相似，均由C型凝 集素（CL）结构域、EGF结构域和补体调控 蛋白结构域组成。其中CL结构域是选择素结 合配体部位。
❖ 包括L、P和E选择素三个成员。 ❖ L-选择素是淋巴细胞归巢受体 ❖ P、E-选择素介导中性粒细胞的移动
淋巴细胞定向迁移，分布于淋巴器官和组织的不同部位
医学课件细胞粘附分子CellAdhesionMoleculesCAM
第9章 细胞粘附分子 Cell Adhesion Molecules, CAM
一、基本概念
1.定义
是介导细胞与细胞或细胞与细胞外基 质间相互接触和结合的一类膜表面糖蛋白分子。 以受体与配体方式相互作用，通过增加细 胞间粘附作用和或传递信号而促进细胞的功能。
2.分 类 选择素家族 selectin 整合素家族 integrin 粘蛋白样家族 Ig家族 IgSF 钙粘蛋白家族 cadherin 尚未归类的粘附分子
VCAM VLA-4 ICAM LFA-1 1/2 LFA-3 CD2
1
MHC-II
CD3 Ag TCR CD4 CD4
CD28 CTLA-4
2
B7
无能
CD28刺激
阻断B7
活化并增殖
（三）参与调节炎症反应
滚动
激发 牢固粘附 越出血管
L-selectin E-selectin 4 1/ 4 7 VCAM Mad.CAM
LHR：lymphocyte homing receptor
HEV
T T
HEV
淋巴组织
归巢
血液
HEV: high endothelial venules
HEV: 高内皮细胞小静脉
心脏 体循环
脾脏
HEV:高内皮 细胞小静脉
三、CAM与临床
——白细胞粘附分子缺陷 可导致疾病
如白细胞粘附缺陷病：
许多CKs和CAM参与调节这一过程，它们对不同 细胞或在应答反应的不同阶段发挥的作用不尽 相同。
参与TH细胞活化的粘附分子
LFA-3
CD2
APC
MHC-II Ag
CD4 TCR CD3
淋 巴 细 胞
一、基本概念
1.定义
是介导细胞与细胞或细胞与细胞外基 质间相互接触和结合的一类膜表面糖蛋白分子。 以受体与配体方式相互作用，通过增加细 胞间粘附作用和或传递信号而促进细胞的功能。
2.分 类 选择素家族 selectin 整合素家族 integrin 粘蛋白样家族 Ig家族 IgSF 钙粘蛋白家族 cadherin 尚未归类的粘附分子
VCAM VLA-4 ICAM LFA-1 1/2 LFA-3 CD2
1
MHC-II
CD3 Ag TCR CD4 CD4
CD28 CTLA-4
2
B7
无能
CD28刺激
阻断B7
活化并增殖
（三）参与调节炎症反应
滚动
激发 牢固粘附 越出血管
L-selectin E-selectin 4 1/ 4 7 VCAM Mad.CAM
LHR：lymphocyte homing receptor
HEV
T T
HEV
淋巴组织
归巢
血液
HEV: high endothelial venules
HEV: 高内皮细胞小静脉
心脏 体循环
脾脏
HEV:高内皮 细胞小静脉
三、CAM与临床
——白细胞粘附分子缺陷 可导致疾病
如白细胞粘附缺陷病：
许多CKs和CAM参与调节这一过程，它们对不同 细胞或在应答反应的不同阶段发挥的作用不尽 相同。
参与TH细胞活化的粘附分子
LFA-3
CD2
APC
MHC-II Ag
CD4 TCR CD3
淋 巴 细 胞
细胞生物学教程第十一章细胞连接与细胞粘附分子
过，但通透性是可调节的。
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
功能： 1、影响细胞分化 2、协调细胞代谢 3、电兴奋传导：神经末 梢间的间隙连接称为电 紧张突触（electrotonic synapses）。
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
Gap junction
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
一、封闭连接
（一）紧密连接
• 存在于脊椎动物的上皮细胞间。也叫zonula occluden • 连接区域具有蛋白质焊接线，也称嵴线，由跨膜细胞粘附
分子构成。 • 相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。 • 主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
第一节 细胞连接 cell junction
• 是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构。 • 分为三大类，即：封闭连接（occluding junction）、锚定
连接（anchoring junction）和通讯连接（communicating junction）。
各类连接的比较
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
第二节 细胞粘附分子 Cell Adhesion Molecule，CAM
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
• CAM介导细胞与细胞间及细胞与ECM间的相互作用。 • 为糖蛋白、分为五类，分子结构由三部分组成： 1. 胞外区，N端部分，负责与配体识别； 2. 跨膜区，多为单次跨膜； 3. 胞质区，C端部分，与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞
Hemidesmosome
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
功能： 1、影响细胞分化 2、协调细胞代谢 3、电兴奋传导：神经末 梢间的间隙连接称为电 紧张突触（electrotonic synapses）。
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
Gap junction
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
一、封闭连接
（一）紧密连接
• 存在于脊椎动物的上皮细胞间。也叫zonula occluden • 连接区域具有蛋白质焊接线，也称嵴线，由跨膜细胞粘附
分子构成。 • 相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。 • 主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
第一节 细胞连接 cell junction
• 是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构。 • 分为三大类，即：封闭连接（occluding junction）、锚定
连接（anchoring junction）和通讯连接（communicating junction）。
各类连接的比较
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
第二节 细胞粘附分子 Cell Adhesion Molecule，CAM
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
• CAM介导细胞与细胞间及细胞与ECM间的相互作用。 • 为糖蛋白、分为五类，分子结构由三部分组成： 1. 胞外区，N端部分，负责与配体识别； 2. 跨膜区，多为单次跨膜； 3. 胞质区，C端部分，与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞
Hemidesmosome
细胞生物学教程第十一章细胞连接 与细胞粘附分子
免疫学12-细胞粘附分子
少数白细胞分化抗原是碳水化合物。
五个家族： 1.整合素家族 2.免疫球蛋白超家族 3.选择素家族 4.钙粘素家族 5.粘蛋白样家族
第一节 各类粘附分子的特性与功能
一、整合素家族
（一）基本结构 整合素是膜结合型的
大分子糖蛋白，由α和β 两个亚单位（α链和β链） 经非共价键连接组成 。
整合素分子的基本结构
（二）主要成员及其功能 1.β1亚家族： VLA-1 VLA-6等6个成员，
主要介导细胞与细胞外基质如胶原、纤粘连蛋白和层粘连蛋 白 等的相互作用 ； 2.β2 亚家族：白细胞整合素(leukointegrin) 主要参与细胞-细胞间相互作用； 3.β3亚家族：血小板蛋白 gpIIb/IIIa和αvβ3 是血小板聚集和粘附于内皮下的重要介质； 4.β7亚家族。 α4β7（CD49d/β7）和αEβ7（CD103），其配体是 表达于粘膜内皮细胞的粘膜血管地址素Mad CAM-1 。
1986年世界卫生组织命名委员会建议应用CD
系列来统一命名白细胞分化抗原，包括淋巴
细胞和其它白细胞。目前已经鉴定出CD抗
原70余种.
白细胞分化抗原：指血细胞在分化成熟为不 同谱系、不同分化阶段及细胞活化过程中， 出现或消失的细胞表面标记分子。
白细胞分化抗原大都是跨膜的蛋白或糖蛋白， 含胞膜外区、跨膜区和胞浆区；有些白细胞 分化抗原是以糖基磷脂酰肌醇（GPI）链接 方式锚定在细胞膜上。
三、粘附分子与肿瘤
粘附分子表达异常与肿瘤的浸润、转移有关。如大肠癌、 乳腺癌等肿瘤细胞表面E-钙粘素分子表达明显减少或缺 失，细胞间附着减弱，肿瘤细胞与其它细胞脱离，导致 肿瘤细胞浸润及转移。据此，可通过上调ICAM-1等黏 附分子的表达限制肿瘤细胞的浸润和转移。
五个家族： 1.整合素家族 2.免疫球蛋白超家族 3.选择素家族 4.钙粘素家族 5.粘蛋白样家族
第一节 各类粘附分子的特性与功能
一、整合素家族
（一）基本结构 整合素是膜结合型的
大分子糖蛋白，由α和β 两个亚单位（α链和β链） 经非共价键连接组成 。
整合素分子的基本结构
（二）主要成员及其功能 1.β1亚家族： VLA-1 VLA-6等6个成员，
主要介导细胞与细胞外基质如胶原、纤粘连蛋白和层粘连蛋 白 等的相互作用 ； 2.β2 亚家族：白细胞整合素(leukointegrin) 主要参与细胞-细胞间相互作用； 3.β3亚家族：血小板蛋白 gpIIb/IIIa和αvβ3 是血小板聚集和粘附于内皮下的重要介质； 4.β7亚家族。 α4β7（CD49d/β7）和αEβ7（CD103），其配体是 表达于粘膜内皮细胞的粘膜血管地址素Mad CAM-1 。
1986年世界卫生组织命名委员会建议应用CD
系列来统一命名白细胞分化抗原，包括淋巴
细胞和其它白细胞。目前已经鉴定出CD抗
原70余种.
白细胞分化抗原：指血细胞在分化成熟为不 同谱系、不同分化阶段及细胞活化过程中， 出现或消失的细胞表面标记分子。
白细胞分化抗原大都是跨膜的蛋白或糖蛋白， 含胞膜外区、跨膜区和胞浆区；有些白细胞 分化抗原是以糖基磷脂酰肌醇（GPI）链接 方式锚定在细胞膜上。
三、粘附分子与肿瘤
粘附分子表达异常与肿瘤的浸润、转移有关。如大肠癌、 乳腺癌等肿瘤细胞表面E-钙粘素分子表达明显减少或缺 失，细胞间附着减弱，肿瘤细胞与其它细胞脱离，导致 肿瘤细胞浸润及转移。据此，可通过上调ICAM-1等黏 附分子的表达限制肿瘤细胞的浸润和转移。
细胞粘附分子概述和作用
IG-LIKE CAMS INTEGRINS SELECTINS
CELL MATRIX ADHESION
hemidesm. (integrins)
basal lamina
focal contacts (integrins)
integrins NO
attachment plague
JUNCTIONAL ADHESION MECHANISMS Non-JUNCTIONAL CONTACTS
catenins a,b,g (bind actin) (required for cell-cell adhesion)
B) INTEGRINS: (both junctional and non-junctional adhesions)
C) SELECTINS (non-junctional, endothelium and blood cells only)
二、几种重要CAMs家族的结构 与功能
（一）钙粘素家族(cadherin)
单链，一次跨膜，作用依赖于钙。通过同种 亲和性结合介导同种细胞间的粘附，参与构建 细胞间的粘合连接(adherence junction)等。
该家族成员多达30多种，分为E－、N－、P －等，分布于不同的组织。
（三）CAMs的配体 1. 同种或异种CAMs的胞外区 2. 细胞外基质成分
(1) 氨基聚糖：如透明质酸 (2) 蛋白聚糖 (3) 纤维性蛋白质：胶原(collagen, COL)、弹 力纤维 (4) 粘附性糖蛋白 ：
纤连蛋白(fibronectin，FN)、 层粘连蛋白(laminin，LM或LN)等
细胞粘附分子概述和作用
CAMs能够介导细胞之间以及细胞与细胞 外基质(extracellular matrix，CEM)间的识 别和结合，它们的功能： 参与胚胎发育和细胞的信号转导； 调节细胞生长、分化、运动、凋亡等； 维持组织和器官的结构、形状及力学性质； 在凝血、免疫调节、炎症反应、血栓形成、 损伤修复、病毒和原虫感染以及肿瘤转移 等过程中发挥重要作用。
CELL MATRIX ADHESION
hemidesm. (integrins)
basal lamina
focal contacts (integrins)
integrins NO
attachment plague
JUNCTIONAL ADHESION MECHANISMS Non-JUNCTIONAL CONTACTS
catenins a,b,g (bind actin) (required for cell-cell adhesion)
B) INTEGRINS: (both junctional and non-junctional adhesions)
C) SELECTINS (non-junctional, endothelium and blood cells only)
二、几种重要CAMs家族的结构 与功能
（一）钙粘素家族(cadherin)
单链，一次跨膜，作用依赖于钙。通过同种 亲和性结合介导同种细胞间的粘附，参与构建 细胞间的粘合连接(adherence junction)等。
该家族成员多达30多种，分为E－、N－、P －等，分布于不同的组织。
（三）CAMs的配体 1. 同种或异种CAMs的胞外区 2. 细胞外基质成分
(1) 氨基聚糖：如透明质酸 (2) 蛋白聚糖 (3) 纤维性蛋白质：胶原(collagen, COL)、弹 力纤维 (4) 粘附性糖蛋白 ：
纤连蛋白(fibronectin，FN)、 层粘连蛋白(laminin，LM或LN)等
细胞粘附分子概述和作用
CAMs能够介导细胞之间以及细胞与细胞 外基质(extracellular matrix，CEM)间的识 别和结合，它们的功能： 参与胚胎发育和细胞的信号转导； 调节细胞生长、分化、运动、凋亡等； 维持组织和器官的结构、形状及力学性质； 在凝血、免疫调节、炎症反应、血栓形成、 损伤修复、病毒和原虫感染以及肿瘤转移 等过程中发挥重要作用。
粘附分子概念及介绍
第一节粘附分子的种类和结构目前按粘附分子的结构特点可将其分为以下四类：（1）粘合素家族（integrin family)的粘附分子；（2）免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IGSF)的粘附分子；（3）凝集素家族（selectin family);(4)钙离子依赖的细胞粘附素家庭（Ca2+-dependent cell adhesion molecule family)的粘附分子或称Cadherin。
此外还有一些其它未归类的粘附分子。
一、粘合素超家族国内将integrin译为粘合素、整合素等，本书暂命名为粘合素。
integrin是最初在1986年提出的概念，描述一个膜受体家族，此家族的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附，使细胞得以附着而形成整体（integration），故得名。
此外，粘合素家族的粘附分子还介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。
图2-1 integrin分子的结构（示意图）注：a .integrin分子电镜下所见（模式图），黑区部分显示integrin分子α、β亚单位所组成的球部，为配体结合域；b.integrin分子的结构模式图，显示出α亚单位的二价阳离子（Mg2+）结合区和α、β亚单位的重复序列。
（一）粘合素分子的基本结构粘合素家族的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异源双体（heterodimer)，α、β链均为Ⅰ类穿膜蛋白。
α链的分子量为120～210kKa，β链的分子量为90～130kDa，个别β链（如β4）分子量为220kDa。
不同的α链（或称α亚单位）或β链（或称β亚单位）氨基酸序列有不同程度的同源性，在结构上有其共同的特点。
α和β亚单位均由胞膜外区、胞浆区、穿膜区三部分组成。
胞浆区一般较短，可能和细胞骨架相联。
空膜区富含疏水氨基酸。
β亚单位的胞膜外区含有4个富含半胱氨酸的重复序列，靠近外侧N端的40～50kDa的氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起；α亚单位的胞膜外部分有7个同源重复序列，靠近外侧N端的3个或4个重复序列中含有Asp-X-Asp-X-Asp-Gly-X-X-Asp或类似结构，与integrin分子结合二价阳离子（Mg2+）有关，并与β亚单位共同构成粘合素分子的配体结合部位，其中α亚单位的二价阳离子结合区与 integrin分子配体结合的特异性和亲和力有关。
第3章 黏附分子
链的分子质量为150—210kDa，链的分子质 量90—110kDa，个别链(如4)分子质量为 210kDa。
不同的链(或称亚单位)或链(或称亚单位) 之间氨基酸序列有不同程度的同源性，在结构 上有其共同的特点。
链在氨基酸水平上的同源性约40％~48％，含 有56个半胱氨酸(4含有48个半胱氨酸)形成四 个富含半胱氨酸的重复序列，靠近N端侧的部 分氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起。 胞浆区较短，约40~50个氨基酸残基， 4胞浆 区长达1081个氨基酸残基
⑤钙粘着素或称钙离子依赖的细胞粘附分子家族， 又称cadhedn家族。
一、整合素家族
整合素是在20世纪80年代提出的概念，描 述一个膜受体家族，主要介导细胞与细胞 外基质的粘附，使细胞得以附着而形成整 体故得名。随后发现整合素家族的粘附分 子还介导细胞与细胞间相互粘附。 整合素家族的粘附分子都是由、 两条 链由非共价键连接组成的异源双体， 、 链均为I型膜蛋白。
(二)选择素家族的组成
目前已发现选择素家族中有三个成员：L 选择素、P选择素和E选择素，L、P和E 分别表示白细胞、血小板和内皮。选择 素家族成员的基因都定位于1号染色体。 E选择素 E选择素即CD62E，又称内皮细胞白细 胞粘附分子-1(EIAM-1)或白细胞内皮细 胞粘附分子2。
(1)E选择素分子的结构 E 选 择 素 分 子 质 量 有 9 7 kDa 和 1 0 7 — 115kDa两种，由589个氨基酸残基组成， 胞膜外区、跨膜区和胞浆区分别有535、 22和22个氨基酸残基。E选择素胞膜外区 由N端的一个C型凝集素样结构域、一个 EGF样结构域和六个CCP结构域组成，有 11个N—连接糖基化位点。
粘附分子概念及介绍
第一节粘附分子的种类和结构目前按粘附分子的结构特点可将其分为以下四类：（1）粘合素家族（integrin family)的粘附分子；（2）免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IGSF)的粘附分子；（3）凝集素家族（selectin family);(4)钙离子依赖的细胞粘附素家庭（Ca2+-dependent cell adhesion molecule family)的粘附分子或称Cadherin。
此外还有一些其它未归类的粘附分子。
一、粘合素超家族国内将integrin译为粘合素、整合素等，本书暂命名为粘合素。
integrin是最初在1986年提出的概念，描述一个膜受体家族，此家族的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附，使细胞得以附着而形成整体（integration），故得名。
此外，粘合素家族的粘附分子还介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。
图2-1 integrin分子的结构（示意图）注：a .integrin分子电镜下所见（模式图），黑区部分显示integrin分子α、β亚单位所组成的球部，为配体结合域；b.integrin分子的结构模式图，显示出α亚单位的二价阳离子（Mg2+）结合区和α、β亚单位的重复序列。
（一）粘合素分子的基本结构粘合素家族的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异源双体（heterodimer)，α、β链均为Ⅰ类穿膜蛋白。
α链的分子量为120～210kKa，β链的分子量为90～130kDa，个别β链（如β4）分子量为220kDa。
不同的α链（或称α亚单位）或β链（或称β亚单位）氨基酸序列有不同程度的同源性，在结构上有其共同的特点。
α和β亚单位均由胞膜外区、胞浆区、穿膜区三部分组成。
胞浆区一般较短，可能和细胞骨架相联。
空膜区富含疏水氨基酸。
β亚单位的胞膜外区含有4个富含半胱氨酸的重复序列，靠近外侧N端的40～50kDa的氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起；α亚单位的胞膜外部分有7个同源重复序列，靠近外侧N端的3个或4个重复序列中含有Asp-X-Asp-X-Asp-Gly-X-X-Asp或类似结构，与integrin分子结合二价阳离子（Mg2+）有关，并与β亚单位共同构成粘合素分子的配体结合部位，其中α亚单位的二价阳离子结合区与 integrin分子配体结合的特异性和亲和力有关。
医学免疫学-白细胞分化抗原和黏附分子
5、CD40
v分布： 成熟B细胞、某些上皮细胞和内皮细 胞、淋巴样并指细胞、滤泡树突状 细胞以及活化的单核细胞 v功能：与配体CD40L结合，是B细胞活化重 要的协同信号分子。
第二节
粘附分子
一、概 述 1、细胞粘附分子（cell-adhesion molecule，CAM） 的概念：
是介导细胞间或细胞与细胞外基质间相互接 触和结合分子的统称。 2、作用形式 配体－受体
3、AM和CD分子的命名
Ø AM以粘附功能来归类； Ø CD分子用mAb识别、归类而命名。
二、粘附分子的种类 根据其结构特点分：
1.免疫球蛋白超家族(IgSF) 2.整合素家族(integrin family) 3.选择素家族(selectin family)
一、免疫球蛋白超家族
二、整合素家族
1. 代替分化抗原的命名 2. CD代表细胞膜上一类分化抗原的总称，CD后序 号代表一个或一类分化抗原分子
㈢ 分类 迄今，已命名363种CD分子群
1.按在细胞表面的分布和功能，分为14组。 （P58表7-1）
第二节
人白细胞分化抗原的功能
常用的CD分子功能分类
参与T细胞识别与活化的CD分子
参与B细胞识别与活化的CD分子
Ø 配体：分别是MHC-II和MHC-I类分子 Ø 是区分T细胞亚类的重要表面标志 Ø 是TCR-CD3识别抗原的辅助受体 Ø CD4分子是HIV的受体，与HIV感染有关
4、CD2与CD58
CD2又称淋巴细胞功能相关抗原 2(LFA-2),羊红细胞受体/E受体 CD58又称淋巴细胞功能相关抗 原3(LFA-3)
1. 预防及治疗移植排斥反应 eg: CD3, CD25的mAb 2. 治疗肿瘤
细胞粘附分子-PPT
细胞粘附分子
细胞表面粘附分子一般就是 ECM 中与粘附 相
关得蛋白质或多糖分子得受体。这些受体介导 了细胞得粘附和移动
几乎所有得 ECM 和细胞表面粘附分子都就 是
糖蛋白,其糖链直接或间接地与细胞粘附有关
细胞间与细胞和 ECM 得粘附
已知得 ECM 有: 胶原、纤连蛋白、层连蛋白、玻连蛋(vitronectin, Vn )、骨桥蛋白(osteopontin, Op )等
① 血浆 Fn:存在于血浆,可溶
② 细胞 Fn:由细胞分泌并定位于细胞表面或进入胞外基质, 仅在 pH 小于 3 或大于 10、5 时才溶解
✓ 随着研究发展,在羊水、脑积液、精液等体液及细胞外得基 质中发现有 Fn。唯独红细胞和胚胎神经脊细胞不含 Fn
✓ Fn 单体分子量为 250,000 左右,一般以二聚体形式存在。也 有 Fn 形成多聚体,如成纤维细胞 Fn。全分子含糖量为 5~12%
➢ α 和 β 亚基都就是 Ⅰ型跨膜糖蛋白。绝大多数情况 下,
C 端胞内肽段很短,小于 50 个氨基酸(β4 亚基除外, > 1000 个)
➢ α 和 β 亚基得 N 侧胞外肽段相互以非共价键结合形 成二聚体。 α 和 β 亚基均含有丰富得二硫键,产生较 为紧密得折叠结构,有利于抵抗细胞蛋白酶得水解
Ln得 结构
硫酸酯结 合位点
Ⅳ 型胶原 结合位点 螺旋卷曲型 α 螺旋
胶原或硫酸酯 结合位点 整连蛋白或巢蛋白 结合位点
轴突结合位点
硫酸肝素结合位点
② Ln 得蛋白糖链 ✓ Ln 含糖达 12~15%,绝大部分得聚糖就是复杂型 N-聚 糖,结构形式多样
✓ 基本特征:末端存在半乳糖,也有唾液酸和多聚乙 酰氨基乳糖结构
Fn 主要通过 3 种间接途径以完成其功能
细胞表面粘附分子一般就是 ECM 中与粘附 相
关得蛋白质或多糖分子得受体。这些受体介导 了细胞得粘附和移动
几乎所有得 ECM 和细胞表面粘附分子都就 是
糖蛋白,其糖链直接或间接地与细胞粘附有关
细胞间与细胞和 ECM 得粘附
已知得 ECM 有: 胶原、纤连蛋白、层连蛋白、玻连蛋(vitronectin, Vn )、骨桥蛋白(osteopontin, Op )等
① 血浆 Fn:存在于血浆,可溶
② 细胞 Fn:由细胞分泌并定位于细胞表面或进入胞外基质, 仅在 pH 小于 3 或大于 10、5 时才溶解
✓ 随着研究发展,在羊水、脑积液、精液等体液及细胞外得基 质中发现有 Fn。唯独红细胞和胚胎神经脊细胞不含 Fn
✓ Fn 单体分子量为 250,000 左右,一般以二聚体形式存在。也 有 Fn 形成多聚体,如成纤维细胞 Fn。全分子含糖量为 5~12%
➢ α 和 β 亚基都就是 Ⅰ型跨膜糖蛋白。绝大多数情况 下,
C 端胞内肽段很短,小于 50 个氨基酸(β4 亚基除外, > 1000 个)
➢ α 和 β 亚基得 N 侧胞外肽段相互以非共价键结合形 成二聚体。 α 和 β 亚基均含有丰富得二硫键,产生较 为紧密得折叠结构,有利于抵抗细胞蛋白酶得水解
Ln得 结构
硫酸酯结 合位点
Ⅳ 型胶原 结合位点 螺旋卷曲型 α 螺旋
胶原或硫酸酯 结合位点 整连蛋白或巢蛋白 结合位点
轴突结合位点
硫酸肝素结合位点
② Ln 得蛋白糖链 ✓ Ln 含糖达 12~15%,绝大部分得聚糖就是复杂型 N-聚 糖,结构形式多样
✓ 基本特征:末端存在半乳糖,也有唾液酸和多聚乙 酰氨基乳糖结构
Fn 主要通过 3 种间接途径以完成其功能
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Mac-1 (CD11b/CD18)
P150/95 (CD11c/CD18) 分别是CR3、CR4型补体受体，参与吞噬 调理作用
（三）血小板糖蛋白组（β3）
IIb／b3主要分布于血小板，介导血小板与 ECM中的FB、FN、VIII因子结合，促进血 小板的粘附和凝集。
v／b3分子分布广泛，可促进白细胞向组 织间质移行
IGSF粘附分子的主要成员、分布及配体
IGSF粘附分子 CD2（LFA-2） CD58（LFA-3）
CD4／CD8 MHCII／I类分子 ICAM-1／2／3
NCAM－1 VCAM－1 B7.1/B7.2
CD28 CTLA－4
分布 T、NK Leu, RBC,EC,EP,F
T APC/有核细胞 DC,EC,EP,M,B,T 神经细胞,NK,T APC,基质细胞,EC APC,活化B细胞
T 活化T细胞
配体 LFA-3 CD2 MHCII／I类分子 CD4／CD8 LFA-1 NCAM－1 VLA－4 CD28,CTLA-4 B7.1/B7.2 B7.1/B7.2
（一）CD4／CD8
CD4为55KD的单链跨膜糖蛋白，胞外有4 个Ig样区，近N端的两个功能区与MHC II 类分子的抗原结合槽区域结合。
三、 Ig超家族(Ig superfamily，IGSF)
该家族成员的胞外区均含有1个以上Ig样结 构域，多为细胞表面成分，也有可溶性分 子，分布广泛，有些是互为受体、配体， 或与其它类别中CAM互为受体、配体，还 有的为受体与配体相同。
它们主要介导细胞间的粘附并传递细胞内 信号，与细胞分化、炎症反应、免疫应答 和淋巴细胞再循环等密切相关。
LFA－1
– 表达： 淋巴细胞、粒细胞、单核细胞（除Mφ外），以CTL的 表达量最丰富。
– LFA－1的主要生理功能： 促进T细胞与APC／靶细胞的结合，增强抗原诱导的T 细胞应答和CTL、NK细胞对靶细胞的杀伤效应 介导白细胞和淋巴细胞与血管内皮细胞的结合，因而 对白细胞向炎症局部移行和再循环起重要作用
通过与细胞外基质的特定序列结合，一种 整合素可与多种细胞外基质结合，一种细 胞外基质也可与多种整合素分子结合。如 FN及VN中的RGD序列、CA中的DGEA序 列、FN中的EILDY序列
（一）VLA组
由b1与不同的1－8、v组合。
广泛分布于白细胞和其他非造血系统的细 胞，介导白细胞与ECM的结合，是炎症时 白细胞移向炎区组织中起重要作用的粘附 分子
CD8是由2条同源（）或异源（b）肽 链经二硫键连接而成，每链都含一个Ig样功 能区与MHC I类分子的3区域结合。
T细胞通过CD4／CD8分子与APC／靶细胞 表面MHC分子结合而增强它同其他细胞的 稳定结合，促进免疫应答反应。
5. 一种配对CAM可发挥多种功能。
6. 除介导细胞间的粘附作用外，还能起传导 信号的作用，并具有双向性。
7. 细胞表面 CAM 的密度和亲和力影响细胞 间粘附和信号传递，某些因素可使CAM的 表达量和亲和力增高或降低。
8. 细胞间粘附作用通常是短暂和可逆的过程。
第一节 细胞粘附分子的种类与生 物学特性
– 贮存于血小板的颗粒和内皮细胞的Weibel-palate小体 中，在凝血酶或组胺等刺激物作用后迅速被动员到血 小板或内皮细胞表面，介导白细胞与内皮细胞的起始 粘附
胞外区
凝集素样区 EGF同源区 补体结合蛋白 重复序列
跨膜区 胞内区
P-选择素 E-选择素 L-选择素
选择素的结构模式图
配体是细胞膜上的寡糖基团。
பைடு நூலகம்
二、细胞粘附分子的共同生物学特点
1. 是以受体与配体相配对的形式分布于相互 作用的细胞表面或细胞外基质中的单链或 双链糖蛋白分子。
2. 在同种属不同个体中相同细胞表达的CAM 基本上是一致的，无多态性。
3. 同一种细胞上可表达多种 CAM ，发挥不 同功能。
4. 细胞间相互作用时有多个配对 CAM 共同 参与。
VLA－4只表达于除中性粒细胞外的其他白 细胞表面，除能结合于ECM外，还能与 VCAM－1结合而介导白细胞与血管内皮细 胞结合粘附
VLA-4通过与VCAM－1结合后，为T细胞活 化提供共刺激信号。
（二）LFA组（b2）
共有4个成员、由L、m、x、d与β2组成二 聚体，由于只表达于白细胞，称为白细胞整合素
主要包括寡糖S-Lewisx(S-Lex)及其异构体 S-Lewisa(S-Lea)
已知的配体分子：
Gly-CAM-1 CD34 PSGL-1 ESL-1
(L-Selectin) (L-Selectin) (P-Selectin) (E-Selectin)
CLA
(E-Selectin)
Mad-CAM-1 (L-Selectin)
选择素与细胞的定居、迁移、分布和炎症 反应的发生有关。
二、 整合素家族(integrin fami1y)
整合素是由和b两条链非共价连接组成的 异二聚体，至少有14种链和8种b链，根据 b链将整合素分为8组。 整合素主要介导细胞和细胞外基质(ECM) 结合
与细胞的定居、迁移和活化有关。
整合素的ECM配体包括： 纤粘蛋白(fibronectin, FN 胶原蛋白(collagen,CA) 纤维蛋白原(fibrinogen，FB) 层粘蛋白(laminin，LM) 玻粘蛋白(vitronectin，VN Ⅷ因子、C3b和iC3b等
细胞粘附分子
细胞粘附分子的概念
细胞粘附分子(cell adhesion molecules， CAMs) 是一类膜表面糖蛋白，它们以配体 －受体特异性结合的方式介导细胞与细胞 间、细胞与细胞外基质间的相互接触和结 合并调节细胞功能，在胚胎发育和分化、 正常组织结构的维持、炎症反应、免疫应 答、凝血和血栓形成、创伤修复、肿瘤浸 润与转移等许多生理和病理过程中发挥重 要的生物学作用。
一、选择素家族(selectin family)
L-selectin
– 淋巴细胞的特异性归巢受体 – 白细胞移出血管过程早期与内皮细胞粘附的重要分子
E-selectin
– 炎症性细胞因子（IL－1、TNF-）刺激后活化的内皮 细胞表面表达，也是介导白细胞与内皮细胞粘附起始 阶段的重要分子
P-selectin