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 ；
② 跨膜区：多为一次穿膜的疏水区； ③ 较小的胞质区：肽链的C端部分，可与质膜下的
细胞骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合。
3.细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式：
同亲型结合：相邻细胞表面的同种黏附分子间的相互识别与 黏附，如钙黏着蛋白；
单次穿膜糖蛋白，由700～750个氨基酸残基组成。 在质膜中常以同源二聚体的形式存在。 钙黏着蛋白分子结构同源性很高。 胞外区约由110个氨基酸残基组成，常折叠成5个重复结构
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。
化学组成：
锚定蛋白——网蛋白，构成胞质斑，可与细胞内 的中间纤维相连。
穿膜黏着蛋白 ：①整联蛋白；②穿膜蛋白BP180 可与基底膜中层黏连蛋白（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。
桥粒的功能：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。
桥粒的结构 A.桥粒的电镜照片 B.桥粒结构模式图
2.半桥粒 上皮细胞与基底膜（上皮细胞基底面和结缔组织 之间的一附着层膜。由糖蛋白、糖胺多糖和蛋白 质等组成。 ）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（但只在 一侧形成桥粒斑），但功能与化学组成不同。
①代谢耦联：是指分子量小于1 kD的代谢物和信号分子（如单糖、氨基酸、 核苷酸、维生素、cAMP和IP3等） ，在相邻细胞间通过间隙连接的传递。 在体外培养细胞中得到证实。这种功能在胚胎发育早期和细胞分化过程中 特别重要：胚胎发育中细胞间的偶联提供信号物质的通路, 从而为某一特定 细胞提供它的“位置信息”，并根据其位置影响其分化；肿瘤细胞之间间 隙连接明显减少或消失，间隙连接类似“肿瘤抑制因子”。 ②电耦联：也称离子耦联，其连接子是一种离子通道，带电的离子能通过 间隙连接到达相邻细胞。在兴奋性组织的细胞之间，均广泛存在电耦联现 象。电突触可快速实现细胞间信号通讯 。
分子量小于1000-1500Da的物质可以自由通过
（二）突触也是一种细胞通讯连接方式
突触：神经元之间或神经元与效应细胞（如肌细胞）之间通 过突触完成神经冲动的传递。
①电突触：细胞间形成间隙连接，电冲动可直接通过间隙连 接从突触前向突触后传导，突触速度快而准确。
②化学突触：突触前和突触后细胞膜之间存在20nm宽的间隙， 神经冲动通过神经递质小泡释放神经递质作用于突触后细胞， 引起新的神经冲动。有一个“电信号-化学信号-电信号”的转 换过程，是一种间接而慢速的信息传递形式。
钙黏着蛋白家族部分成员
主要分布
与细胞连接关系
上皮细胞
黏着连接
神经、心脏、骨骼 肌及成纤维细胞
黏着连接及化学突触
胎盘、表皮 血管内皮细胞
黏着连接 黏着连接
在小鼠中失活后的表型
胚泡细胞不能聚集在一起， 死于胚泡时期
因心脏缺陷而死于胚胎时期
异常乳腺发育 血管异常发育（由于内皮细 胞凋亡）
1. 钙黏着蛋白分子结构
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。
分子组成： ①穿膜黏着蛋白 ——钙黏着蛋白 ，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；蛋白：α、β、γ联蛋白、黏着斑蛋白、斑 珠蛋白、和α-辅肌动蛋白。
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
间隙连接的功能：加强相邻细胞的连接，介导细胞 间通讯。
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。
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（脑血屏障）、睾丸支持细胞 （睾血屏障）等，环绕每个上皮细胞的顶部。
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 （嵴线），将细胞间隙封闭起来。
黏着带功能：
①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； ②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。
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
2. 黏着斑
肌动蛋白丝参与的锚定连 接 细胞-细胞连接 细胞-细胞外基质连接 中间纤维参与的锚定连接
主要分布 上皮细胞、脑微血管 内皮细胞
上皮细胞 上皮细胞基底面
细胞-细胞连接
心肌细胞、上皮细胞
细胞-细胞外基质连接
由连接子介导细胞通讯连 接
神经细胞突触通讯连接
上皮细胞基底面 大多数动物组织细胞
神经元和神经-肌细 胞间
实现细胞间由信号介导的物质有选择性的转运；
实现细胞间的电传导；
在发育过程中，胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间 的物质运输。
功能分类 结构分类 封闭连接 紧密连接
锚定连接 黏着连接
黏着带 黏着斑 桥粒连接 桥粒 半桥粒 通讯连接 间隙连接
突触连接
细胞连接的类型
主要特征 相邻细胞膜形成封闭索
第四章 细胞连接与细胞外基质
细胞连接与细胞黏附 是细胞间结构和功能联系的基 本形式。
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 分布：人和动物体内除结缔组织（充满大量细胞间质）外的 各种组织。 功能：加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性、协
调性。
细胞黏附：在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细
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。
分子组成：
① 穿膜黏着蛋白 :膜整联蛋白 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。
② 细胞内锚定蛋白：踝蛋白、α-辅肌动蛋白、细丝蛋白和纽蛋白等。
黏着斑的功能：
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。
联蛋白 黏着斑蛋白
纽蛋白
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号的通讯联系，从而 完成群体细胞间的合作协调。
通讯连接 间隙连接（gap junction） 突触（ synapse）
(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。
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。
A
B
C
D
同源连接子
连接子蛋白 异源连接子
相邻细胞连接子 对接形成通道
间隙连接的结构
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
4. 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）形成上皮细胞膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏
植物细胞间的间隙连接
由穿过植物细胞壁的原生质构成，直径约20-40nm。中央有滑 面内质网（SER）形成的连丝小管。 功能与动物细胞间隙连接类似。允许分子量小于800Da的分子 通过，在相邻细胞间起通讯作用。 通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，使胞间连 丝的有效孔径扩大。
胞间连丝的功能
障，从而维持上皮细胞的极性（细胞的两端在结构 和功能上具有明显的差别）。
二、锚定连接