第十章 细胞连接与细胞粘连

Hemidesmosomes
• 半桥粒主要功能是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。 • 抗半桥粒的自身抗体可导致老年人的大泡性类天 疱疮
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)
三. 免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily) 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。
• 大多数免疫球蛋白超家族粘附分子介导淋巴细胞 和免疫应答所需要的细胞之间的特异的相互作用。 但一些免疫球蛋白超家族成员，如N-CAM介导非免 疫细胞的黏着。
子量1000以下的物质通过。
◆特殊功能：除使细胞牢固连接外，主要介导细胞间通讯。
细胞膜
跨膜蛋白分子 孔 道φ 2.0nm
的 通 道 相 对 接
连接小体 两 个 （缝隙连接的基本单位） 连 接 小 体 细胞间隙 间 2-4nm
Leabharlann Baidu
◆间隙连接的主要功能：
●机械连接作用； ●电偶联（electrical coubling） 电偶联在神经冲动信息传递过程中起重要作用； ●代谢偶联（matebolic coubling） 代谢偶联可允许小分子代谢物和信号分子通过间隙连接
• 透明质酸（Hyaluronic acid、HA）又名玻尿酸，透明质酸 是一种酸性粘多糖，1934年美国哥伦比亚大学眼科教授 Meyer等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。 • 透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出 多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性， 调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等 • 尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发 现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿 因子，例如：2%的纯透明质酸水溶液能牢固地保持98% 水分。透明质酸是一种多功能基质，
间隙连接 由连接子介导细胞通讯
化学突触 神经细胞突触通讯
神经元核神经-肌细胞间
一. 紧密连接(tight junction)
◆存在部位: 普遍存在于腔道上皮细胞靠近管腔端的相邻细胞膜间。 ◆结构特点: 嵴线主要由两种跨膜蛋白claudin和occludin和外周 蛋白ZO组成。形成焊接线，封闭相邻细胞间的空隙。 ◆紧密连接的功能: 1.防止细胞外物质无选择的通过细胞间隙进入组织，或组织
第十章 细胞连接与细胞粘连
定义：
是指细胞与细胞之间或细胞与细胞外基质之间 在质膜接触区特化形成的连接结构。
分类：依行使功能的不同分类：
封闭连接(occluding junction/tight junction)
细胞连接 锚定连接(anchoring junction)
通讯连接(communicating junction)
• 随着人们年龄的增长及营养、日照、环境等因素的影响， 人体合成透明 质酸（玻璃酸）HA的能力逐渐下降，皮肤 中透明质酸（玻璃酸）HA的含量会逐渐降低， • 人在胚胎时期体内透明质酸（玻璃酸）HA含量最高，出 生后逐渐减少。如果把20岁的人体内的透明质酸（玻璃酸） HA相对含量定位100%，则30、50、60岁时分别下降为 65%、45%、25%。当皮肤中的透明质酸（玻璃酸）HA 含量低于某一水平时，皮肤表层的含水量会逐渐降低，造 成角质层老化，皮肤就显得粗糙，出现皱纹，失去弹性， 显得衰老，这一现象一般出现在25岁以后。这也是中老年 人与少年儿童皮肤差距的主要原因之一。同时人体皮肤中 透明质酸（玻璃酸）HA的破坏与紫外线有关，所以长期 从事野外作业、高原生活、户外作业的人员较室内工作人 员的皮肤显得粗糙。
桥 粒 结 构 模 式 图
• 桥粒对上皮细胞结构的维持非常重要。胰蛋白酶、 胶原酶、透明质酸酶和Ca2+螯合剂等均能破坏桥 粒结构。 • 一些皮肤病与桥粒病变有关。如自身免疫缺陷病--天疱疮
半桥粒(Hemidesmosomes) ◆存在部位： 位于上皮组织基底层细胞与基底膜交界 的细胞膜上相连。 ◆结构特点： 形状、结构与点状桥粒相似，只是相当 于桥粒的一半。 ◆与桥粒连接有两点差别∶ ●半桥粒参与连接的跨膜蛋白不是钙黏着蛋白而是 整联蛋白； ●整联蛋白的细胞外结构域不是与相邻细胞的整联 蛋白相连而是同细胞外基质相连。
细胞黏附分子（cell adhesion molecule，CAM） 是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相 互作用的分子。可大致分为五类：钙黏素、选择素、 整合素、免疫球蛋白超家族及透明质酸黏素。 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；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。
◆黏着斑 (adhesion plaqua，focal adhesion) 主要特点是：膜整联蛋白/整合素(integrin)向内通过 锚定蛋白与actin相连，向外同细胞外基质，如纤连蛋 白，而不是与另一个细胞的表面相连。
• 黏着斑在肌细胞与肌腱形成的连接中很常见。体 外培养细胞常通过黏着斑附着在培养皿的表面， 它的形成与解离对细胞的铺展和迁移具有重要意 义。
功能分类 封闭连接 锚定连接
结构分类
主要特征
主要分布 上皮细胞、脑微血管内皮细胞
紧密连接 相邻细胞膜形成封闭链 黏合连接 肌动蛋白纤维参与的锚定连接 黏合带 黏着斑 细胞-细胞连接 细胞-细胞外基质连接
上皮细胞 上皮细胞基部
桥粒连接 中间纤维参与的锚定连接
桥粒 半桥粒 通讯连接 细胞-细胞连接 细胞-细胞外基质连接 心肌细胞、上皮细胞 上皮细胞基部 大多数动物组织细胞
功能：黏连；支持；改变细胞微环境；信号功能。影
响细胞的增殖、分化、存活、和死亡。
类型：胶原、层黏连蛋白和纤连蛋白、氨基聚糖与蛋
白聚糖、弹性蛋白及植物细胞壁 。
ECM分布及其细胞表面受体
上皮组织的细胞外基质
一. 氨基聚糖与蛋白聚糖 1．氨基聚糖(glycosaminoglycan，GAG) GAG是重复二糖单位构成的无分枝长链多糖。 二糖单位通常由氨基己糖和糖醛酸组成。 可分为六种：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、 硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。 透明质酸(hyaluronic acid, HA)是唯一不硫酸化的 GAG(N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸)，含多达10万 个糖基。可结合大量水分子，赋予组织一定的抗压 性。
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. 锚定连接(anchoring junction)
◆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）
Ksp-cadherin 肾 OB-cadherin 成骨细胞 VB-cadherin 脉管内皮细胞 desmoglein desmocollin 桥粒 桥粒
二. 选择素(selectin)
选择素（selectin） 属异亲性CAM，其作用 依赖于Ca2＋。主要参与 白细胞与血管内皮细胞 或血小板之间的识别与 黏合。帮助白细胞、血 小板从血液进入炎症部 位 已知选择素有三种： L选择素、E选择素及P 选择素。
●（细胞质）锚定蛋白∶
介导肌动蛋白与黏着蛋白相连。
●肌动蛋白(actin)∶
黏合连接(adhesion junctions)
黏合带(adhesion belt)
• 黏合带功能： • 黏合带为某些组织的细胞，特别是上皮细胞和心 肌细胞提供了抵抗机械张力的牢固黏合，在维持 细胞形态和组织器官完整性方面具有重要的作用。 另外，由于微丝束具有收缩功能，黏合带在动物 胚胎发育中使上皮细胞内陷形成管状或泡状器官 原基，从而对形态发生起重要作用。
◆黏合带 (adhesion belts) ●是细胞-细胞间黏着的一种方式； ●位于上皮细胞紧密连接的下方； ●靠钙黏着蛋白同肌动蛋白相互作用； ●黏着带处相邻细胞质膜的间隙为20～25nm, 介于 紧密连接和桥粒之间。 ◆参与黏着连接的组分∶ ●钙黏着蛋白(cadherin)：
一种跨膜连接糖蛋白，属Ca2+依赖的细胞-细胞黏着分子
钙 黏 素 结 构 模 式 图
哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子
名称 E-cadherin P-cadherin N-cadherin M-cadherin R- cadherin 主要分布组织 着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中） 胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠 胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统（脑、神经节） 、心、肺 成肌细胞、骨骼肌细胞 视网膜神经细胞、神经胶质细胞
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
（二）桥粒连接（desmosome）
★点状桥粒(desmosomes)
◆细胞是通过中间纤维锚定到细胞骨架上，这种黏 着连接方式称为桥粒。 ◆存在部位： 上皮细胞中位于黏合带的下方。是相邻细胞接触点 上类似纽扣状的结构。 ◆分布组织： 机体组织内分布广泛，尤其在上皮组织，心肌和 子宫颈等易受机械张力的组织中含量最为丰富。
四. 整合素(integrin)
整合素（integrin） 大多为异亲性CAM， 2＋ 其作用依赖于Ca 或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。
总结：
概念：细胞外基质（extracellular matrix，ECM） 是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖 所构成的精密有序的网络结构。
（一）间隙连接(gap junction)
普遍存在与各种组织细胞中(成熟骨骼肌细胞和循环 ◆分布组织： 系统中的血细胞除外)
◆结构特点：是双方接触面积较大的盘状结构(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”，是间隙连接的结构单位 每个连接小体由6个穿膜蛋白质分子围成，中央有直径2nm的 通道，相邻细胞膜的连接小体一一对接，孔道相通，允许分
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。