第十章细胞连接与细胞黏附
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医学细胞生物学：第十章 细胞连接与细胞粘连
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细胞生物学
◆细胞粘附分子（CAM）近年已发现的达百余种， 可大致归为四大族：
1. 钙粘素 ( Cadherin) 族： cell-cell 2. 选择(凝)素族 ( Selectin )： cell-cell 3. 整合素族 ( Integrin )：cell-matrix and cell-cell 4. 免疫球蛋白超家族 ( Ig-superfamily, Ig-SF)：cell-cell
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细胞生物学
1.分子结构：
*单跨膜糖蛋白: 胞外区形成 5个结构域， 存在4 个 Ca2+ 结合部位。
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细胞生物学
E-钙黏素存在于细胞的 粘合连接处
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细胞生物学
2.功能
（1）介导同种上皮细胞表面同种分子间的识别与结合
（同亲性相互作用）：参与上皮细胞间的粘合与粘合连接。 E-钙黏素（E-cadherin）存在于上皮细胞带状黏合连接处 桥粒芯糖蛋白(Desmoglein)和桥粒芯胶蛋白(Desmocollin)存在
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细胞生物学
1.形态结构
间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为2～4 nm 。 连接子(connexon) 是间隙连接的基本单位。呈柱 状，柱长7.5nm, 外径6nm, 通道孔径2nm。 每个连接子由6个相同或相似连接蛋白（connexin） 分子组成。
连接子中心形成一直径约 1.5～2nm的孔道。 允许分子量在1500道尔顿 以下的分子通过。 连接单位由两个连接子
Claudins与恶性肿瘤关系密切。
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细胞生物学
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细胞生物学
2.紧密连接的功能
◆机械连接作用 ◆封闭上皮细胞的间隙： 形成渗漏屏障，是构成血脑屏障和血睾屏障的结 构基础。 ◆隔离作用:保证上皮组织内环境的稳定性
细胞连接与细胞粘附
Cell Junction and Cell Adhesion
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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
Cell Junction and Cell Adhesion
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锚定连接各类型的比较
方式 成分
桥粒 半桥粒
连接类型 细胞之间
细胞与基 膜之间
穿膜黏着 蛋白
B. 扫描电镜照片显示蛋白质颗粒条索
Cell Junction and Cell Adhesion
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第十章 细胞连接与细胞黏附 3. 分子组成： ➢ 密封蛋白（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
➢ 闭合蛋白（occludin） 成和功能起重要作用。
第十章 细胞连接与细胞黏附
Cell Junction and Cell Adhesion
第十章 细胞连接与细胞黏附
概述
细胞连接
细胞
组织
细胞外基质
器官
系统
有机体
细胞连接（cell junction）与细胞黏附 （cell adhesion） 是细胞间结构和功能联系的基本形式。
Cell Junction and Cell Adhesion
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
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
Cell Junction and Cell Adhesion
细胞连接与细胞粘连
➢ 共同点：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。
第三十六页，共57页。
3.细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式：
与桥粒相连的中间纤维的成分依据不同的细 胞类型而不同。
第十八页，共57页。
电镜下桥粒
第十九页，共57页。
桥 粒 结 构 模 式 图
第二十页，共57页。
2.半桥粒 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，
第四十页，共57页。
细胞分选
第四十一页，共57页。
⑶ 参与细胞之间稳定的特化连接结构的形成。
如参与形成黏着带等。
桥粒
钙粘素-中间 纤维
粘附连接 钙粘素-微丝
第四十二页，共57页。
3.钙黏着蛋白与疾病
➢ 钙黏着蛋功能的丧失在恶性肿瘤的扩散中起重要作用， 如缺失E-钙黏着蛋可导致上皮性肿瘤的发生；
心肌细胞、上皮细胞
细胞-细胞外基质连接
上皮细胞基底面
由连接子介导细胞通讯连接 大多数动物组织细胞
突触连接
Cell Junction and Cell Adhesion
神经细胞突触通讯连接
第三十首四页页，共57页。
神经元和神经-肌细胞 间
退出
第二节 细胞黏附
细胞黏附是普遍的细胞生命现象之一
可发生与原核细胞或真核细胞，不同物种的同 型细胞之间也可能发生
➢ 脏器纤维化病变与EMT有关，例如与肾纤维化病变 直接相关的肾间质成纤维细胞绝大多数由上皮细胞经 EMT而来。
第三十六页，共57页。
3.细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式：
与桥粒相连的中间纤维的成分依据不同的细 胞类型而不同。
第十八页，共57页。
电镜下桥粒
第十九页，共57页。
桥 粒 结 构 模 式 图
第二十页，共57页。
2.半桥粒 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，
第四十页，共57页。
细胞分选
第四十一页，共57页。
⑶ 参与细胞之间稳定的特化连接结构的形成。
如参与形成黏着带等。
桥粒
钙粘素-中间 纤维
粘附连接 钙粘素-微丝
第四十二页，共57页。
3.钙黏着蛋白与疾病
➢ 钙黏着蛋功能的丧失在恶性肿瘤的扩散中起重要作用， 如缺失E-钙黏着蛋可导致上皮性肿瘤的发生；
心肌细胞、上皮细胞
细胞-细胞外基质连接
上皮细胞基底面
由连接子介导细胞通讯连接 大多数动物组织细胞
突触连接
Cell Junction and Cell Adhesion
神经细胞突触通讯连接
第三十首四页页，共57页。
神经元和神经-肌细胞 间
退出
第二节 细胞黏附
细胞黏附是普遍的细胞生命现象之一
可发生与原核细胞或真核细胞，不同物种的同 型细胞之间也可能发生
➢ 脏器纤维化病变与EMT有关，例如与肾纤维化病变 直接相关的肾间质成纤维细胞绝大多数由上皮细胞经 EMT而来。
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。
第十章 细胞连接与细胞粘连
中的物质回流入腔中。保证组织内环境的稳定。
2. 形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子测向扩散的屏障，从而
维持上皮细胞的极性。
紧 密 连 接 模 式 图
细 胞 连 接 与 细 胞 极 性
二. ◆主要靠黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体系将相邻 两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。 ◆又称斑形成连接(plaque-bearing junction)，分为： ●黏合连接 ●桥粒连接 （一）黏合连接 (adhesion junction) 细胞间的连接作用与细胞骨架系统的肌动蛋白纤维 相连，称为黏合连接。 ●黏合带(adhesion belt):（介导细胞之间相连） ●黏着斑(adhesion belt):（介导细胞与胞外基质 之间相连）
间 隙 连 接
化学突触
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。 • 由突触前细胞、突触后细胞、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。
化学突触的结构模型
几种不同方式的细胞连接
细胞黏附分子的作用方式
一.钙黏素(cadherin)
钙黏素(cadherin)属同亲性CAM，其作用依赖于Ca2＋。 至今已鉴定出30种以上钙黏素，分布于不同的组织。 钙黏素的功能：
●介导细胞连接。在成年脊椎动物，E-钙黏素是保持上皮 细胞相互黏合的主要CAM，是黏合带的主要构成成分。 ●参与细胞分化。钙黏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黏素表 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。 ●抑制细胞迁移。很多种癌组织中细胞表面的E钙黏素减 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钙黏素视为转移抑制分子。
2. 形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子测向扩散的屏障，从而
维持上皮细胞的极性。
紧 密 连 接 模 式 图
细 胞 连 接 与 细 胞 极 性
二. ◆主要靠黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体系将相邻 两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。 ◆又称斑形成连接(plaque-bearing junction)，分为： ●黏合连接 ●桥粒连接 （一）黏合连接 (adhesion junction) 细胞间的连接作用与细胞骨架系统的肌动蛋白纤维 相连，称为黏合连接。 ●黏合带(adhesion belt):（介导细胞之间相连） ●黏着斑(adhesion belt):（介导细胞与胞外基质 之间相连）
间 隙 连 接
化学突触
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。 • 由突触前细胞、突触后细胞、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。
化学突触的结构模型
几种不同方式的细胞连接
细胞黏附分子的作用方式
一.钙黏素(cadherin)
钙黏素(cadherin)属同亲性CAM，其作用依赖于Ca2＋。 至今已鉴定出30种以上钙黏素，分布于不同的组织。 钙黏素的功能：
●介导细胞连接。在成年脊椎动物，E-钙黏素是保持上皮 细胞相互黏合的主要CAM，是黏合带的主要构成成分。 ●参与细胞分化。钙黏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黏素表 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。 ●抑制细胞迁移。很多种癌组织中细胞表面的E钙黏素减 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钙黏素视为转移抑制分子。
细胞连接与细胞粘连
2009-09
细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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思考题 1.动物细胞有哪些种细胞连接结构？各种连接 的分子结构、功能及分布是怎样的？ 2.细胞粘连与细胞连接有哪些不同？简述细胞 粘附分子的类别和功能。 3.在从组织中分离单个细胞时，常用不含Ca2+ 和Mg2+的d-Hanks液，或者在溶液中加入离 子螯合剂EDTA，这是为什么？
细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
表10-1 动物细胞不同类型细胞连接特征比较
类 型 分布特点 各种组织 桥 尤其上皮 粒 细胞心肌 细胞子宫 构成成分 结构特点 主要功能
钙粘素类跨膜糖蛋 连接处有 连接细胞 白、锚定蛋白(桥粒 30 nm缝 与细胞， 珠蛋白和桥粒斑蛋 隙 抵御拉力 白)、中间纤维
胶原,层粘连蛋白 纤连蛋白,VCAM-1 纤连蛋白 ICAM-1,ICAM-2 血纤维蛋白原, ICAM-1 血纤维蛋白原,纤连蛋白 层粘连蛋白
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细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
2.整联蛋白的功能 （1）粘连细胞与细胞（同类或异类）、细胞与 细胞外基质。可识别含有Arg-Gly-Asp(RGD)三 肽序列的配体。 （2）参与黏着斑和半桥粒的形成 3.整联蛋白与医学 利用整联蛋白可识别含有RGD三肽序列配体的特 型，开发以受体-陪体相互作用为基础的新的治 病方法。
连接细胞与 粘 上皮细胞 1.钙粘素类跨膜蛋白 连接处有 合 及各种组 2.胞内锚定蛋白 细胞，传递 15~20 nm 缝隙 带 织细胞 收缩力 3.微丝 粘 上皮细胞 1.膜整联蛋白 着 2.胞内锚定蛋白 斑 基底部 3外基质， 的半边 传递收缩力
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2009-09 细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制 13
二、选择素
选择素（selectin）粘附异类细胞，活性依赖Ca2+。 选择素类细胞粘附分子有： L-选择素：淋巴细胞，各种白细胞 P-选择素：血小板，内皮细胞 E-选择素：内皮细胞 1.选择素的分子结构 （1）单次跨膜 （2）胞外区有三个独立的结构阈：N-末端凝集素 结构阈，表皮生长因子样结构阈和补体结合蛋白 结构阈。
细胞连接和黏附
细胞连接与细胞黏附
(cell junction and cell adhesion)
第一节 细胞连接
细胞连接(Cell Junction)
相邻细胞之间、细胞与细胞外基质之间在 质膜接触区域特化形成的连接结构。 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，维持组织 结构的完整性和协调功能。
epithelial E-钙黏着蛋白 上皮细胞
N-钙黏着蛋白 神经、心脏、骨 骼肌及成纤维细 胞 皮
neural
placental P-钙黏着蛋白 胎盘、乳腺、表 vascular VE-钙黏着蛋 血管内皮细胞 endothelial白
不同的钙黏着蛋白家族成员在体内有特定的分布，常根据最初发现 的组织类型命名
-辅肌动蛋白（actinin） 斑珠蛋白 plakoglobin
β-联蛋白
黏着带的功能
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，保持细胞形状，维持组织整 体性。 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。
穿膜蛋白 钙调蛋白 整合蛋白
功能 调节细 胞形状 细胞铺 展与迁 移 连接中 间纤维 将细胞 连到基 膜
分布 上皮细胞 上皮细胞 基底面 上皮细胞 心肌细胞 上皮细胞 基底面
桥粒
中间纤维
钙调蛋白
半桥粒
细胞-细 中间纤维 胞外基质
整合蛋白
三、通讯连接
(communicating junction) 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，这种连接形式称为通讯连接。 通讯连接 间隙连接（gap junction） 突触（ synapse）
(cell junction and cell adhesion)
第一节 细胞连接
细胞连接(Cell Junction)
相邻细胞之间、细胞与细胞外基质之间在 质膜接触区域特化形成的连接结构。 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，维持组织 结构的完整性和协调功能。
epithelial E-钙黏着蛋白 上皮细胞
N-钙黏着蛋白 神经、心脏、骨 骼肌及成纤维细 胞 皮
neural
placental P-钙黏着蛋白 胎盘、乳腺、表 vascular VE-钙黏着蛋 血管内皮细胞 endothelial白
不同的钙黏着蛋白家族成员在体内有特定的分布，常根据最初发现 的组织类型命名
-辅肌动蛋白（actinin） 斑珠蛋白 plakoglobin
β-联蛋白
黏着带的功能
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，保持细胞形状，维持组织整 体性。 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。
穿膜蛋白 钙调蛋白 整合蛋白
功能 调节细 胞形状 细胞铺 展与迁 移 连接中 间纤维 将细胞 连到基 膜
分布 上皮细胞 上皮细胞 基底面 上皮细胞 心肌细胞 上皮细胞 基底面
桥粒
中间纤维
钙调蛋白
半桥粒
细胞-细 中间纤维 胞外基质
整合蛋白
三、通讯连接
(communicating junction) 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，这种连接形式称为通讯连接。 通讯连接 间隙连接（gap junction） 突触（ synapse）
分子细胞生物学细胞粘附分子及细胞连结ppt课件
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桥粒
桥粒(desmosome)存在于承受强拉力的组织细胞 间 (如皮肤、口腔等处上皮和心肌)，相邻细胞间形成 纽扣状结构，由胞质斑、黏附蛋白(钙黏素)和中间纤 维组成。
细胞膜之间有钙粘素(desmoglein 及desmocollin)， 质膜内侧有附着蛋白，如片珠蛋白(plakoglobin)、桥粒 斑蛋白(desmoplakin)等、形成一厚约15～20nm的致密 的胞质斑。
该家族成员有：免疫球蛋白、细胞间粘附分子 (ICAM-1、 ICAM-2、 N-CAMs )、血管细胞粘附分子 (VCAM-1)、淋巴细胞功能相关抗原(LFA-3)、T细胞 受体，B细胞受体，MHC等。
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四、整合素家族
整合素(integrin)也称膜整联蛋白，是由多种跨膜糖 蛋白受体组成的家族，大多为亲异性CAM，其作用依 赖于Ca2＋。 几乎所有动植物细胞均表达整合素。
第十章 细胞粘附分子 及细胞连接
1
第一节 细胞粘附分子
钙粘素 选择凝集素 免疫球蛋白超家族 整合素 透明质酸粘素
2
细胞粘附分子(CAM)
细胞粘附分子(cell adhesion molecule, CAM)又称 细胞粘附受体，位于细胞表面，主要介导细胞间及 细胞与细胞外基质之间相互作用，以配体-受体结合 的形式发挥作用。
包括：α-，β-，γ-连锁蛋白(catenin)，粘着斑蛋 白(vinculin)、α-辅肌动蛋白(α-actinin)和片珠蛋白 (plakoslobin)等附着蛋白。
◆钙粘素 ◆肌动蛋白
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粘合斑
粘合斑(adhesion plaque，focal adhesion)位于细胞
与胞外基质间，通过整合素(integrin)把细胞中的肌动 蛋白束和胞外基质连接起来。连接处质膜内侧有附着 蛋白形成盘状胞质斑。
桥粒
桥粒(desmosome)存在于承受强拉力的组织细胞 间 (如皮肤、口腔等处上皮和心肌)，相邻细胞间形成 纽扣状结构，由胞质斑、黏附蛋白(钙黏素)和中间纤 维组成。
细胞膜之间有钙粘素(desmoglein 及desmocollin)， 质膜内侧有附着蛋白，如片珠蛋白(plakoglobin)、桥粒 斑蛋白(desmoplakin)等、形成一厚约15～20nm的致密 的胞质斑。
该家族成员有：免疫球蛋白、细胞间粘附分子 (ICAM-1、 ICAM-2、 N-CAMs )、血管细胞粘附分子 (VCAM-1)、淋巴细胞功能相关抗原(LFA-3)、T细胞 受体，B细胞受体，MHC等。
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四、整合素家族
整合素(integrin)也称膜整联蛋白，是由多种跨膜糖 蛋白受体组成的家族，大多为亲异性CAM，其作用依 赖于Ca2＋。 几乎所有动植物细胞均表达整合素。
第十章 细胞粘附分子 及细胞连接
1
第一节 细胞粘附分子
钙粘素 选择凝集素 免疫球蛋白超家族 整合素 透明质酸粘素
2
细胞粘附分子(CAM)
细胞粘附分子(cell adhesion molecule, CAM)又称 细胞粘附受体，位于细胞表面，主要介导细胞间及 细胞与细胞外基质之间相互作用，以配体-受体结合 的形式发挥作用。
包括：α-，β-，γ-连锁蛋白(catenin)，粘着斑蛋 白(vinculin)、α-辅肌动蛋白(α-actinin)和片珠蛋白 (plakoslobin)等附着蛋白。
◆钙粘素 ◆肌动蛋白
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粘合斑
粘合斑(adhesion plaque，focal adhesion)位于细胞
与胞外基质间，通过整合素(integrin)把细胞中的肌动 蛋白束和胞外基质连接起来。连接处质膜内侧有附着 蛋白形成盘状胞质斑。
细胞生物学课程第10章(细胞连接和细胞黏附)
膜蛋白亚 单位环绕成，中心是直径约1.5nm的孔道 连接单位由两个连接子对接构成。
2.通透性
• 可通过分子量1000-1500以下的水溶性小分子。 • 间隙连接的通透性是可以调节的：
3.功能
相邻细胞膜内连接子颗粒的相互融合， 加强了细胞的连接；
（四）整联蛋白与医学
The
end！
（二）钙粘素的功能
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 要细胞黏附分子，是粘合带的主要构成者。 2．参与细胞分化， 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（粘合、分离、迁移、再粘合），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。 3．参与细胞间形成稳定的特化连接结构，抑制细胞迁移。 参与形成细胞间的粘合带和桥粒结构。 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。
一、钙粘素家族
钙粘素又称钙粘蛋白（200多种） ，是一类依赖Ca2+的同亲 型细胞黏附分子.
（一）钙粘素分子结构
单次跨膜糖蛋白，由700-750个氨基酸残基组成； 质膜中常以同源二聚体形式存在； 胞外区常折叠成5个重复结构域。可结合Ca2+，赋予钙粘素分子刚性 与强度； Ca2+，结合越多，钙粘素刚性越强；
二、锚定连接
• 锚定连接：是一类由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞之间 或细胞与细胞外基质之间的细胞连接
• 作用：形成能够抵抗机械张力的牢固黏合。
• 分布：广泛分布与各种组织，特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受 机械压力的组织中尤为丰富。
（一）锚定连接的分类
2.通透性
• 可通过分子量1000-1500以下的水溶性小分子。 • 间隙连接的通透性是可以调节的：
3.功能
相邻细胞膜内连接子颗粒的相互融合， 加强了细胞的连接；
（四）整联蛋白与医学
The
end！
（二）钙粘素的功能
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 要细胞黏附分子，是粘合带的主要构成者。 2．参与细胞分化， 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（粘合、分离、迁移、再粘合），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。 3．参与细胞间形成稳定的特化连接结构，抑制细胞迁移。 参与形成细胞间的粘合带和桥粒结构。 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。
一、钙粘素家族
钙粘素又称钙粘蛋白（200多种） ，是一类依赖Ca2+的同亲 型细胞黏附分子.
（一）钙粘素分子结构
单次跨膜糖蛋白，由700-750个氨基酸残基组成； 质膜中常以同源二聚体形式存在； 胞外区常折叠成5个重复结构域。可结合Ca2+，赋予钙粘素分子刚性 与强度； Ca2+，结合越多，钙粘素刚性越强；
二、锚定连接
• 锚定连接：是一类由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞之间 或细胞与细胞外基质之间的细胞连接
• 作用：形成能够抵抗机械张力的牢固黏合。
• 分布：广泛分布与各种组织，特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受 机械压力的组织中尤为丰富。
（一）锚定连接的分类
细胞生物学之笔记--第10章 细胞连接与细胞黏附
第十章细胞连接与细胞黏附[分布！结构！功能！]第一节细胞连接细胞连接cell junction：人和多细胞动物体内除结缔组织和血液外，各种组织的细胞之间按一定的排列方式，在相邻细胞表面形成各种连接结构，以加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性、协调性，这种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。
一、紧密连接tight junction封闭连接（occluding junction）的唯一一种。
✧分布：广泛分布在各种上皮细胞，如消化道上皮、膀胱上皮、曲细精管生精上皮的支持细胞基部、腺体的上皮细胞管腔面的顶端区域、脑毛细血管内皮细胞之间等✧特征：“焊接线（嵴线）”两个相邻细胞质膜以断续的点状结构连在一起。
非点接触处有10-15nm的细胞间隙。
“封闭索sealing strand”由跨膜蛋白颗粒形成，交错形成网状，环绕在每个上皮细胞的顶部，连接相邻细胞，封闭细胞间隙，防止小分子从细胞一侧经过细胞间隙进入另一侧。
✧参与蛋白：40+种，主要是穿膜蛋白和胞质外周蛋白。
穿膜蛋白中有两类已确定，闭合蛋白&密封蛋白。
闭合蛋白Occludin 65kD 4次穿膜蛋白自己识别自己C端与N端均伸向细胞质密封蛋白Claudin 20~27kD 肾小管上皮Mg2+✧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，防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织，或组织中的物质回流入腔中，保证组织内环境的稳定。
②形成上皮细胞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。
二、锚定连接anchoring junction؇定义：一类由细胞骨架纤维参与、存在于细胞间或细胞与细胞外基质之间的连接结构؇主要作用：形成能够抵抗机械张丽的牢固粘合؇主要功能：参与组织器官形态和功能的维持、细胞的迁移运动&发育、分化等过程؇分布：广泛分布在动物各种组织中，尤其需要承受机械力的组织（eg.上皮、心肌、子宫颈）؇蛋白：①细胞内锚定蛋白intracellular anchor protein 在细胞质面与特定的细胞骨架成分（肌动蛋白丝或中间纤维）相连，另一侧与穿膜黏着蛋白连接。
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
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引言
细胞连接、细胞粘附与细胞外基质的定义
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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10章 细胞连接与细胞黏附
1．参与细胞分化：胚胎发育的早期，细胞间通过间隙连接相 互协调发育和分化。小分子物质即可在一定细胞群范围内，以 分泌源为中心，建立起递变的扩散浓度梯度，以不同的分子浓 度为处于梯度范围内的细胞提供”位置信息”（positional information），从而诱导细胞按其在胚胎中所处的局部位置 向着一定方向分化。 2．协调代谢：在体外培养条件下，把不能利用外源次黄嘌呤 合成核酸的突变型成纤维细胞和野生型成纤维细胞共同培养， 则两种细胞都能吸收次黄嘌呤合成核酸。如果破坏细胞间的间 隙连接，则突变型细胞不能吸收次黄嘌呤合成核酸。
存在于大多数动 物组织。在连接处 相邻细胞间有2～ 3nm的缝隙，而且 连接区域比紧密连 接大得多，最大直 径可达0.3μm。
间隙连接电镜照片
在间隙与两层质膜中有大量蛋白质颗粒，是构成间隙连接 的基本单位，称连接子（connexon）。
将大小不同的荧光分
子注入由间隙连接耦 联的两个细胞之一中 去时，小于1200道尔 顿的分子可到另一细
互作用的分子。高等动物的细胞表面黏附分子已发现
上百种，可分为四大家族，两大类： 四大家族：钙黏蛋白、选择素、整联蛋白家族和免疫
球蛋白超家族
两大类：依赖于Ca2+,不依赖于Ca2+。
细胞黏附分子结构
细胞黏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，多为一次跨膜的α-螺旋； 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蛋白分子相连，以
皮细胞的基底面，连接处的质膜呈盘状。在黏着斑的形成过程
中，GTP结合蛋白Rho激酶起着关键的调节作用。
黏着带（adhesion belt）
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1、间隙连接（缝隙连接）
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相邻细胞膜之间有2~4nm的缝隙 基本结构单位是连接子(连接子蛋白环绕而成) 连接子中央形成1.5~2nm的亲水性孔道
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间隙连接的功能： 1、加强相邻细胞的连接 2、介导细胞间的通讯
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2、突触 化学突触主要存在于神经细胞与肌细胞 之间的突触部位。
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化学突触
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第二节 细胞黏附
细胞黏附：在细胞相互识别的基础上， 细胞发生聚集形成小包团或组织的过程。 细胞黏附分子：一类广泛存在于细胞膜 上的跨膜糖蛋白，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粘附作 用的一类细胞表面分子。
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。
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第一节 细胞连接
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相邻细胞之间、细胞与细胞外基质之间在 质膜接触区域特化形成的连接结构称为细胞 连接。
细胞连接根据其结构和功能特点可分为三 大类，即封闭连接、锚定连接和通讯连接。
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整联蛋白的功能
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1、整联蛋白介导细胞间相互作用； 2、整联蛋白介导细胞与细胞外基质间的相互作用； 3、整联蛋白在信号传递中发挥重要作用。
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本章知识重点：
1、名词解释：细胞连接 2、紧密连接的结构特点和功能。 3、锚定连接的类型及特点。 4、通讯连接的主要类型。
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钙黏素的功能： 1、介导细胞与细胞之间的同亲型细胞黏附； 2、在个体发育过程中影响细胞的分化，参 与 细胞器官的形成； 3、参与细胞之间稳定的特化连接结构。
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二、选择素
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依赖Ca2+的异亲型细胞黏附分子 特异性地识别其他细胞表面特定糖基 主要介导白细胞与血管内皮细胞或血小板 的识别和暂时性黏附，帮助白细胞、血小 板从血液进入炎症部位。
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桥粒穿膜黏着蛋白属于钙黏素家族。
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半桥粒： 是上皮细胞与基底膜之间的连接装置 其跨膜粘连蛋白是整联蛋白
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桥粒和半桥粒模式图
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锚定连接分类
连接类 型 黏合带 黏着斑 连接对象 细胞—细胞 细胞—细胞外基质 跨膜黏连蛋白 钙粘素 细胞骨架 微丝 微丝
别特异糖基，介导细胞之间选择性黏附。
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选择素的功能
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三、免疫球蛋白超家族(Ig-SF)
含有类似免疫球蛋白结构域 不依赖Ca2+的细胞黏附分子 其胞外区由一个或多个免疫 球蛋白（Ig）样结构域组成
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又称整合素 依赖于Ca2+或Mg2+的异亲型细胞黏附分子
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整联蛋白 由α 和β 两个亚基形成的异二 聚体跨膜蛋白， •胞外区是整联蛋白分子与 配体结合部位； •胞内区可与肌动蛋白丝等 细胞骨架成分相互作用。
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整联蛋白的胞外区可以通过自身结构域 与纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原等含有ArgGly-Asp（RGD）三肽序列的细胞外基质成 分结合，从而介导细胞与细胞外基质的黏着， 典型结构有粘着斑和半桥粒。
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锚定连接由两大类蛋白组成：
细胞内锚定蛋白
一端与细胞骨架连接
另一端与穿膜黏连蛋白连接
②穿膜黏连蛋白
胞内区：与细胞内锚定蛋白相连
胞外区：与相邻细胞的穿膜黏连蛋白或细胞 外基质结合
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（一）黏合连接
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黏合带：位于上皮细胞紧密连接的下方。 黏合带处相邻细胞质膜之间的间隙为15~30nm。
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一、紧密连接
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紧密连接是封闭连接的主要形式，也是 人和脊椎动物体内唯一的一种封闭连接。 分布特点：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。
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电镜下结构
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电镜下的结构 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。
Ig-SF黏附分子的功能： N-CAM:表达于神经细胞,介导同亲型细胞黏附； I-CAM/V-CAM:表达于内皮细胞或白细胞,介导 亲型细胞黏附； P-CAM:表达于血小板和内皮细胞,既可以介导 同亲型细胞黏附,也可以介导异亲型细 胞粘附。
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四、整联蛋白家族
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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，使靶细胞产 生相应效应。 间隙连接的通讯方式有两种，即代谢偶联 和电偶联。
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代谢偶联：是由连接子的1.5nm的亲水性通道， 允许分子量1000~1500以下的水溶性小分子从 一个细胞迅速进入另一个细胞质内，从而使两 个细胞从电化学和代谢上在一起。 电偶联：也称离子偶联，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。
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存在部位：环绕在每个上皮细胞的顶部
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紧密连接的功能：
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1、封闭上皮细胞的间隙，形成一道与外界隔 离的封闭带，防止细胞外物质无选择地通过
细胞间隙进入组织，或组织中的物质回流入
腔中，保证组织内环境的稳定。
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医学细胞生物学
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医学细胞 生物学
细胞的基本 概念 细胞的基本 结构和功能 内膜系统 细胞的社会 性 细胞连接 细胞的基本 生命活动 细胞增殖
细胞膜
细胞骨架
细胞核
信号转导
细胞分化
细胞衰老与 死亡
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第十章 细胞连接与细胞黏附
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选择素家族包括3种成员： L-选择素 P-选择素 E-选择素
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选择素的分子结构
·单次跨膜糖蛋白 ·N-末端的凝集素结构域 表皮生长因子样结构域 补体调节蛋白结构域
胞内区可通过锚定蛋白与细 胞内微丝结合。
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选择素N-末端的凝集素结构域能够识
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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。
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二、锚定连接
锚定连接是一类由细胞骨架纤维参与， 存在于相互接触的细胞之间或细胞与细胞 外基质之间的细胞连接。
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锚定连接的主要作用是形成能够抵抗 机械张力的牢固黏合
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根据参与连接的骨架纤维类型和锚定部位
的不同，锚定连接可分为两大类：
黏着连接：与肌动蛋白纤维相连
黏着带：细胞与细胞之间的黏着连接
黏着斑：细胞与细胞外基质间的黏着连接
②桥粒连接：与中间纤维相连
桥粒：细胞与细胞之间的连接 半桥粒：细胞与细胞外基质间的连接
整联蛋白（整合素 ） 钙粘素
整联蛋白（整合素 ）
桥粒
半桥粒
细胞—细胞
细胞—细胞外基质
中间纤维
中间纤维
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三、通讯连接
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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，从而群体细胞间的合作和 协调，这种连接形式称为通讯连接。 间隙连接 突触
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钙黏素
单次跨膜糖蛋白 700~750个氨基酸残基 以同源二聚体的形式存在
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钙黏素胞外区常折叠成5个重复结构域 Ca2+结合在重复结构域之间 钙黏素分子刚性和强度 Ca2+结合越多，钙黏素刚性越强
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钙黏素 免疫球蛋白超家族
整合素
选择素
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细胞表面主要黏附分子家族
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细胞黏附分子均为跨膜糖蛋白，由三部分组成：
1、胞外区—肽链N端，带有糖链，配体识别部位
2、跨膜区—一次跨膜疏水区 3、胞质区—肽链C端，与细胞骨架成分或细胞内 信号转导分子结合
7、有关黏着带与黏着斑，下列哪项说法错误( ) A、黏着带中跨膜连接糖蛋白是钙黏素家族 B、黏着带位于紧密连接下方，相邻细胞间形成一 个连续的带状结构，因此它的主要功能是与紧密连 接起协同封闭作用 C、黏着斑是细胞通过肌动蛋白纤维与细胞外基质 之间的连接方式 D、黏着带与黏着斑均起着细胞附着于支持作用 8、不依赖Ca2+细胞表面黏着因子是( ) A、钙黏素B、选择素C、免疫球蛋白超家族D、整 联蛋白