医学细胞生物学：10 细胞连接与细胞粘连
细胞连接与细胞粘连
2.钙粘素的功能
（1）同亲性细胞粘附 （2）参与细胞的分化，组织器官的形成 （3）形成稳定的细胞连接
3.钙粘素与疾病
E-钙粘Байду номын сангаас与肿瘤
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整 联 蛋 白 分 子 结 构
2.整联蛋白的功能
（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
思考题
1、细胞粘附分子的定义、分类、以 及每一类中都包括哪些细胞粘附分 子 2、预习胶原在细胞外的装配（前胶 原如何形成胶原纤维）P247页
第十章 细胞连接与细胞粘连
第一节 细胞连接 第二节 细胞黏附分子与细胞粘连
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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， 使靶细胞产生效应。 间隙连接的通讯方式有两种 1.代谢耦联 2.电耦联
3.细胞粘附分子粘附三种方式
医学细胞生物学 Medical Cell Biology
赵裕光
Department of Cell Biology Harbin Medical University
课程
细胞生物教研室：分子学馆223办公室 细胞生物教研室：分子学馆 办公室 课时：2×2学时 课时： × 学时 课堂考试：10分 课堂考试： 分 考试注意事项：学号，班组，专业， 考试注意事项：学号，班组，专业， 姓名， 或 白纸 白纸1张 姓名，A4或B5白纸 张
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
蛋白质颗 粒条索 （脊线）
小肠上皮细胞紧密连接示意图
4、蛋白质颗粒条索的分子组成：跨膜蛋白
锚定连接（anchoring junction）:是通过细胞质膜蛋 白及细胞骨架系统将相邻细胞或细胞和胞外基质连 接起来的结构。
构成锚定连接的三种部件：
锚定连接结构示意图
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：
第 十七 章 细胞的社会联系
概述
细胞之间、细胞与细胞外基质之间的相互作用是组 织形成、维持及修复的最主要的保证，而细胞连接 与细胞粘连是细胞之间、细胞与细胞外基质之间相 互作用的最基本体现形式。
第一节 细胞连接
细胞连接（cell junction）：是指在细胞质膜的特化 区域，通过膜蛋白、细胞骨架蛋白或者胞外基质形 成的细胞与细胞之间，细胞与胞外基质间的连接结 构。这一结构可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。
第三节 细胞外基质
概述
含量
细胞外基质的含量因组织种类不同而异，一般在结缔组织 中的含量最大。
一、糖胺聚糖和蛋白聚糖
重复二糖
葡萄糖醛酸
N-乙酰氨基半乳糖
注：艾杜糖醛酸是由差向异构酶催化糖链中的D-葡萄糖糖酸进行差向异构 化而生成的
蛋白聚糖并不都是细胞外基质成分，有的也是质膜 的整合成分，如成纤维细胞和上皮细胞质膜中称为 连接素(syndecan)的蛋白聚糖。
别和暂时性黏附，帮助白细胞、血小板从血液进入炎 症部位。
与补体结合蛋白同源的结构 域
L-选择素 E-选择素 P-选择素
细胞外
凝集素样结构域 EGF样结构域 与补体结合蛋白 同源的结构域
糖蛋白
配体
Ig-SF的分类
第十章 细胞连接与细胞粘连
cell Biology
桥粒处胞质侧各有 一个有细胞内锚定蛋白 构成的桥粒斑。桥粒斑 是由两种蛋白质，即桥 粒珠蛋白和桥粒斑蛋白 组成的复合物，是中间 纤维附着的部位。桥粒 质膜处的跨膜粘连蛋白 为桥粒芯糖蛋白和桥粒 芯胶蛋白，均属于钙黏 素家族。
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天疱疮
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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：
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cell Biology
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（一）黏合连接是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接
黏合带：位于上 皮细胞紧密连接的下 方，是相邻细胞直接 形成的一个连续的带 状结构。 黏合带处相邻细 胞质膜之间的间隙为 15~30nm。
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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。
2、化学突触 化学突触主要存在于神经细胞与神经细胞之 间以及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 细胞黏附分子与细胞粘连
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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。 细胞粘连是普通的细胞生命现象之一。通过 细胞粘着因子介导细胞与细胞间的彼此粘连或细 胞与细胞外基质的粘连。
第十章细胞连接与细胞黏附
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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。
3
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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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
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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
维持细胞的极性,保证物质运转的方向性； 防止物质双向渗漏，并限制了膜蛋白在 脂分子层的流动
●功能：坚韧的细胞连接点。将相邻细胞连为 一体，承受机械压力，使上皮细胞不因外界 张力而分离。
●病理变化：
天疱疮病理：
➢ 属桥粒结构缺陷病.
24
细胞生物学
2.半桥粒（hemidesmosome）:
●分布部位：上皮细胞与基底层的连接
●结构与生化组成：桥粒在相邻细胞间是对称 的，半桥粒只见于细胞的一侧，呈半个桥粒 状因而得名。
仅上皮细胞基底部胞质侧有桥粒斑、中间纤维 及钙粘蛋白。半桥粒将上皮细胞铆接在基膜 上。
●作用：加强上皮细胞与其下基质的联系，防 止细胞在受外力时与基膜分离。
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细胞生物学
Hemidesmosomes
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细胞生物学
Hemidesmosomes
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细胞生物学
锚定蛋白
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细胞生物学
◆功能：固定组织与细胞 ①使细胞群连成整体。 ②增强组织坚固的联系。
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电 镜 形 态 结 构 和 组 成
细胞生物学
2.黏着斑(adhesion plaqua)
细胞与细胞外基质之间的连接方式。
主要特点是： 肌动蛋白纤维通过整合素蛋白同细胞外
基质，如纤粘连蛋白等相连，而不是与另 一个细胞的表面相连。
E面(质膜胞外侧劈裂面）：沟，嵴与沟对应互补。 嵴与槽相嵌之处正是相邻质膜外层接触融合之处。
10细胞连接与细胞粘连
细胞分选
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
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；
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
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
细胞黏附的介导因子
细胞黏附分子（cell adhesion molecule ，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。 可大致分四类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超 家族及整联蛋白家族。 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。
2.选择素的功能 参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与黏着，帮
助白细胞从血液进入炎症部位。
选择素及整联蛋白介导白细胞迁移
三、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，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。 结构：胞外区由一个或多个免疫球蛋白(Ig)样结构域组成。每一个 Ig结构域都是由90～110个氨基酸残基形成的紧密折叠结构，其间 有二硫键相连接。
上皮细胞 上皮细胞基底面
第十章 细胞连接与细胞粘连
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。
细胞生物学-第十章-细胞连接与细胞黏附-提纲
第十章细胞连接与细胞黏附封闭连接细胞连接锚定连接通讯连接一封闭连接（紧密连接）分布于各种上皮细胞，如消化道上皮、膀胱上皮、睾丸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侧面区域、脑毛细血管内皮细胞之间等跨膜蛋白颗粒形成的封闭索，交错形成网状，环绕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穿膜蛋白闭合蛋白occludin 45kD的四次穿膜蛋白C端与N端均伸向细胞质封闭蛋白claudin 20-27kD的四次穿膜蛋白C端与N端均伸向细胞质胞质外周蛋白PDZ蛋白、ZO家族。
紧密连接的两个主要功能：1封闭上皮细胞的间隙，形成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，或从组织回流入腔中，保持内环境的稳定。
如：血脑屏障blood-brain barrier、血睾屏障blood-testis barrier保护器官免受异物伤害2形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，维持上皮细胞的极性。
如紧密连接限制膜蛋白、膜脂分子流动性，保证在小肠上皮内胞质营养物质运转的方向性，还将上皮细胞联合成一个整体二锚定连接由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接；主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固粘合；广泛分布于动物各种组织中，特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受机械压力的组织细胞与细胞间的黏着连接黏着带adhesion belt 黏着连接adhering junction 细胞与细胞外基质间的黏合连接黏着斑与肌动蛋白纤维相连的锚定连接adhesion plaque桥粒连接desmosome junction 细胞与细胞间的连接桥粒desmosome与中间纤维相连的锚定连接细胞与细胞外基质间的连接半桥粒hemidesmosome细胞内锚定蛋白intracellular anchor proteins：在细胞膜的胞质面形成一个突出的斑，并将连接复合体与肌动蛋白纤维/中间纤维相连穿膜黏着蛋白transmembrane adhension proteins：其胞质区域连接细胞内锚定蛋白，其细胞外区域与细胞外基质蛋白或相邻细胞特异的穿膜黏着蛋白（一）黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接1黏着带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参与形成黏着带的穿膜黏着蛋白称：钙黏着蛋白cadherin，是Ca2+依赖性细胞黏附分子胞内锚定蛋白：α、β、γ联蛋白(catenins)，α-辅肌动蛋白(actinin)、黏着斑蛋白(vinculin)等，锚定肌动蛋白丝作用1在维持细胞形态和组织器官完整性2为上皮细胞、心肌细胞提供了抵抗机械张力的牢固黏合2 黏着斑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合连接参与黏着斑连接的穿膜黏着蛋白是整联蛋白integrin，也称整合素；其胞外部分与细胞外基质(纤连蛋白、胶原) 相连，胞内部分通过锚定蛋白与肌动蛋白丝相连黏着斑部位的锚定蛋白有：踝蛋白talin、α-辅肌动蛋白、细丝蛋白filamin、纽蛋白vinculin 等黏着斑在肌细胞、肌腱(主要是胶原) 形成的连接中很常见体外培养细胞常通过黏着斑附着于培养皿表面，黏着斑的形成、解离对细胞的铺展和迁移有重要意义（二）桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接桥粒连接广泛分布于承受强拉力的组织中，如皮肤、心肌、消化道、膀胱、子宫、阴道等处的上皮细胞之间；根据分布位置，分为：桥粒、半桥粒两种1 桥粒位于上皮细胞黏着带下方，是相邻细胞接触点上的一种类似斑点状（纽扣）的结构桥粒斑（中间纤维附着部位）由多种蛋白组成包括桥粒斑珠蛋白plakoglobin、桥粒斑蛋白desmoplakin不同组织的细胞中附着于桥粒斑的中间纤维不同胰蛋白酶、胶原酶、透明质酸酶、Ca2+螯合剂，均能破坏桥粒结构桥粒破坏：自身免疫缺陷病——天疱疮2 半桥粒上皮细胞与基膜之间的连接装置，结构仅为桥粒的一半半桥粒的胞质斑由网蛋白plectin组成，与胞内中间纤维相连；半桥粒的跨膜黏着蛋白是整联蛋白integrin、穿膜蛋白BP180，与基底膜中的层粘连蛋白结合，从而将细胞与基底膜牢固锚定在一起主要功能：把上皮细胞与其下方的基底膜连在一起，防止机械力造成的上皮组织剥离半桥粒破坏：大泡性类天疱疮；层粘连蛋白、整联蛋白α6或β4基因突变，均引起大泡性表皮松懈症，症状类似前者三通讯连接通讯连接communicating junction：进行细胞间的电信号、化学信号的通讯联系，从而完成群体细胞间的合作与协调动物组织中有两种通讯连接：间隙连接gap junction、化学突触chemical 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除骨骼肌细胞及血细胞外，几乎所有的动物组织细胞都利用间隙连接进行通讯连接间隙连接的基本结构单位是连接子connexon，长7.5nm，外径6nm，由6个相同或相似的跨膜蛋白——连接子蛋白connexin（都有4个保守的a螺旋穿膜区）环绕而成，中央是1.5~2nm 的亲水性通道一个连接子可以由不同连接子蛋白构成——异源连接子；也可由相同连接子蛋白构成——同源连接子不同连接子蛋白构成的连接子，在通透性、导电率、可调节性方面是不同的，其分布具有组织细胞特异性重要功能是：加强相邻细胞的机械连接介导细胞间通讯间隙连接的通讯方式代谢藕联metabolic coupling电藕联electric coupling1 代谢耦联通过连接子形成亲水性通道，允许如无机离子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸、维生素、cAMP等从一个细胞迅速进入另一个细胞内，使代谢产物迅速平均分配到相邻细胞中，在胚胎发育早期特别重要间隙连接的通透性是可以调节的，降低pH，或升高Ca2+离子浓度，均可降低间隙连接的通透性（细胞受损时，Ca2+大量进入细胞，导致间隙连接关闭，以免周围细胞受到伤害；肿瘤细胞间隙连接明显减少或丧失，失去控制）2 电耦联其连接子是种离子通道，带电的离子能通过间隙连接达到相邻细胞在具有电兴奋性的组织细胞间，广泛存在电耦联现象；带电离子通过连接子，使动作电位从一个细胞扩散到另一个细胞，速度快而准确（二）突触主要存在于神经细胞之间和神经细胞与肌细胞的接触部位突触电突触细胞间形成间隙连接速度快而准确化学突触化学突触主要存在于神经细胞之间、神经细胞与肌细胞之间的接触部位，突触间隙20nm宽，传递神经递质，引起突触后膜动作电位，速度不及电突触。
第10章细胞连接与细胞粘连ppt课件
内区通过连接 细胞外基质;
蛋白与微丝或中 参与黏着斑和半桥粒的形成
间丝连接
可与配体结合启动信号转导
*活性不依赖钙离子 **可识别含有RGD（Arg-Gly-Asp）三肽序列的配体
9/17/2024
细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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A. 钙黏素分子；
B. 钙黏素重复子的三维结构；
C. Ca2+对钙黏素的影响
9/17/2024
细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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9/17/2024
钙粘素参与细胞之 间稳定的特化连接 结构的形成
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细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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选择素的识 别粘合部位
9/17/2024
跨膜糖蛋白 的寡糖末端
选择素识别相 邻细胞表面糖 蛋白的糖基并
与之结合
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细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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半桥粒
中间纤维 胞质蛋白斑
细胞质
质膜 锚定纤维
基膜 胞外空间
胶原纤维
VII型胶 原纤维
9/17/2024
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细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
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细胞膜
连接子
细胞间隙 2~4nm
跨膜蛋白亚单位 孔 道 φ 1.5nm
animal cell epithelia. This drawing is based on epithelial cells
of the9/1s7/2m024all intestine. 细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制
5
表10-1 动物细胞不同类型细胞连接特征比较
细胞连接与细胞黏附ppt课件
(一)紧密连接的结构
4. 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。 ➢ PDZ蛋白、ZO家族等： 胞质外周蛋白 , 起连接和调节作用。
Cell Junction and Cell Adhesion
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
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第十章 细胞连接与细胞黏附 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
的连接。
Cell Junction and Cell Adhesion
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第十章 细胞连接与细胞黏附 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
二、锚定连接
锚定连接由两大类蛋白构成： ① 细胞内锚定蛋白（intracellular anchor protein ）
小肠上皮细胞紧密连接电镜照片
A. 冰冻断裂复型电镜照片显示细胞微绒毛和细胞紧密连接区
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 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
细胞生物学 第十章 细胞连接与细胞黏附
第十章细胞连接与细胞黏附细胞连接：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。
（是细胞质膜局部区域特化形成的细胞间联系结构）紧密连接：通常位于上皮顶端两相邻细胞间，是相邻细胞膜共同构成的一个完全封闭液体流通的屏障，是两个细胞间紧密相连的区域，在紧密连接处的细胞质膜几乎融合并紧紧结合在一起，融合部位细胞间隙消失。
封闭索：两相邻细胞的紧密连接区域是一种“焊接线”样的带状网络，焊接线又称脊线，脊线由成串排列的特殊穿膜蛋白质颗粒构成，这种在相邻细胞膜上形成的特征性结构称封闭索。
锚定连接：是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，其主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固黏合，广泛分布于动物各种组织中，参与组织器官形态和功能的维持、细胞的迁移运动以及发育和分化等多种过程。
黏着连接：与肌动蛋白丝相连接的锚定连接，又可分为黏着带和黏着斑两大类。
黏着带：位于上皮细胞紧密连接的下方，是相邻细胞间形成的一个连续的带状结构，在维持细胞形态和组织器官完整性方面具有重要作用，特别是为上皮细胞和心肌细胞提供了抵抗机械张力的牢固黏合。
黏着斑：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，常见于肌细胞与肌腱（主要是胶原）形成的连接中，对细胞铺展和迁移有重要意义，还可参与细胞信号转导。
桥粒连接：与中间纤维相连的锚定连接，又可分为桥粒和半桥粒两类。
桥粒：位于上皮细胞黏着带的下方，是相邻细胞间的一种斑点状的锚定连接结构。
是一种坚韧、牢固的细胞连接结构，对上皮细胞结构的维持非常重要。
桥粒连接处相邻细胞质膜的胞质侧各有一致密的胞质斑（桥粒斑），是由多种胞内锚定蛋白包括桥粒斑珠蛋白和桥粒斑蛋白构成的复合物，是中间纤维附着的部。
细胞生物学课程第10章(细胞连接和细胞黏附)
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
第十章 细胞连接和细胞粘连
（二）结构
存在形式：胶原纤维
组成单位：胶原原蛋白分子 结构特点：四分之一规则错位，首尾相接 分子结构：Gly—X—Y重复结构 Gly：甘氨酸 X：任意氨基酸，多为脯氨酸（pro） Y：羟脯氨酸(Hypro)或羟赖氨酸（Hylys）
collagen
（三） 功 能
• 组织支持物，弹性、韧性 • 粘附、运动 • 细胞识别、细胞间相互作用
小 结
• 细胞连接的分类
• 各种连接的分布、特点
• 细胞外基质的主要组成成分及作用
成分：整联蛋白、肌动蛋白
小肠上皮细 胞黏合带及 其胞内连接 结构
粘着连接与单层上皮细胞管的形成
早期脊椎中神经管的形成就是一个典型例子
黏着斑与半桥粒结构比较
锚定连接各类型的比较
方式 成分
桥粒 半桥粒
细胞与基 膜之间
黏合带
细胞之间
黏着斑
细胞与胞 外基质之 间
连接类型 细胞之间
穿膜连接 钙粘素 整联蛋白 E-钙粘素 整联蛋白 蛋白 胞内连接 中等纤维 肌动蛋白 成分 胞内附着 片层珠蛋白、 α、β、γ-连环蛋白， 角蛋白 纽蛋白 蛋白 桥粒斑蛋白
二、弹性蛋白（elastin）：
1. 结构特点： 高度疏水、非糖基化蛋白 两种短肽交替连接，无规则卷曲，有较好 的弹性和抗张性
疏水短肽富含甘氨酸和脯氨酸，但无Gly—X—Y重 复结构，不羟化，有弹性 α-螺旋短肽富含丙氨酸及赖氨酸，分子间交联
2.分布：脉管壁、肺泡、皮肤、肌腱等组织
三、纤粘连蛋白（fibronectin，FN）
桥粒
2. 半桥粒：细胞与基底膜之间的连接
特点：中间纤维中止于致密斑
成分：整联蛋白（integrin，整合素）、中间纤维
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。
第10章 细胞连接与细胞黏附
构成电紧张突触：平滑肌、心肌、神经末梢 间均存在的这种间隙连接，称为电紧张突触 （electrotonic synapses）。电紧张突触无须依
赖神经递质或信息物质即可将一些细胞的电兴奋
活动传递到相邻的细胞。
通讯结合外，也使细胞的功
能得以协调，如信息分子从一个细胞流向另
以上，可以保证消化产物的定向吸收。
2、紧密连接 的作用 紧密连接 的主要作用是 封闭相邻细胞 间的间隙，防 止一些大分子 在细胞间隙中
由于紧密连接示综分子不能通过。
自由穿行。在各种组织中紧密连接对一些小分子的密封程度有 所不同，如小肠上皮组织的紧密连接对Na+的渗漏程度就比膀 胱上皮大了1万倍。由于紧密连接的存在，就迫使物质只能穿 过细胞进入体内。从而保证了有机体内的环境相对稳定。
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。
2.参与黏着带连接的跨膜黏着蛋白是钙黏蛋白，黏着斑是 整联蛋白。
3.黏着带连接实际上是两个相邻细胞膜上的钙黏蛋白与钙 黏蛋白的连结，而黏着斑连接是整联蛋白与细胞外基质中 纤连蛋白的连结，整联蛋白是纤连蛋白的受体，所以黏着 斑连接是通过受体与配体的结合。
角蛋白丝
点状桥粒
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➢ 功能：使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和跨膜粘连蛋白
连成广泛的跨膜网，使组织连为一个坚固的整体。
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粘合带(adhesion belt)位于紧密连接下方
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第十章 细胞连接与细胞粘连 CELL JUNCTION AND CELL DHESION
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第一节 细胞连接
➢ 细胞连接：是相邻细胞间，细胞与细胞外基质间在质膜 接触区域特化形成的连结结构，是维系细胞间相对稳定 的结构。
➢ 分布：人和动物体内除了结缔组织和血液外的各种组织
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锚定连接由两大类蛋白组成
1. 细胞内锚定蛋白 ➢ 一端将特定的细胞骨架同连接复合体连接 ➢ 另一端与跨膜粘连蛋白相连 2. 跨膜粘连蛋白：是一类细胞黏附分子 ➢ 胞内区：与细胞内锚定蛋白相连 ➢ 胞外区：与相邻细胞特异的跨膜粘连蛋白或与细胞外
➢ 分类：根据其结构和功能特点分为三大类：
➢ 紧密连接 (occluding junction)，又称封闭连接
➢ 锚定连接(anchoring junction)，黏着连接、斑块连接
➢ 通讯连接(communicating junction)。
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小肠上皮细胞之间的粘合带(adhesion belt)
➢ 形态特征：
➢ 相邻细胞的间隙约15～ 20nm
➢ 间隙中有交织结合的丝 状致密物质
➢ 在细胞膜胞质表面可见 成束的微丝，与细胞膜 平行排列
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粘合带(adhesion belt)
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粘合带结构模型
➢ 粘合带处的质膜下方有与 质膜平行排列的肌动蛋白 束，钙粘蛋白通过附着蛋 白与肌动蛋白束相结合。 于是，相邻细胞中的肌动 蛋白丝束通过钙粘蛋白和 附着蛋白编织成了一个广 泛的网络，把相邻细胞联 合在一起。
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二、锚定连接
➢ 锚定连接(anchoring junction) 或称粘合连接(adhering junction)：
是一类由细胞骨架纤维参与的相邻细胞间和细胞与细胞 外基质之间的细胞连接。
➢ 分布：广泛分布于各种组织，特别是在上皮、心肌和子 宫等需要承受机械压力的组织中尤为丰富。
➢ 功能：形成能够抵抗机械张力的牢固粘合，参与组织器 官形态和功能的维持、细胞的迁移运动以及发育和分化 等多种过程。
保证细胞内环境的稳定；
➢ 防止细胞外物质无选择地沿细胞间隙渗入组织；
➢ 防止组织中的物质回流入腔中；
➢ 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。
➢ 构成脑血屏障和睾血屏障，能保护这些重要器官和组织 免受异物侵害 。
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➢ 封闭蛋白(claudin) 四次穿膜的膜整合蛋白，两
端伸向细胞质，对紧密连接
➢ 密封蛋白(occludin) 的形成和功能起重要作用 ➢ Zonula occluden(ZO)蛋白
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(二)、紧密连接的主要功能
➢ 封闭上皮细胞间的间隙，形成一道与外界隔离的封闭带，
➢ 相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。
➢ 3. 存在部位：环绕每个上皮细胞的顶部。
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tight junction位于上皮细胞的上端
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基质蛋白相连
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（一）粘合连接是与肌动蛋白 纤维介导的锚定连接
1. 粘合带 ➢ 存在部位：位于紧密连接下方，呈带状环绕细胞。 ➢ 分子组成：
➢ ① 跨膜粘连蛋白——钙粘素，属于Ca2+依赖性细胞粘附分子 胞内区：通过细胞内锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连 胞外区：与相邻细胞的钙粘素胞外部分相连
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tight junction的模式图
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➢ 相邻的细胞质膜以断 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。
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4. 分子组成
➢ 跨膜蛋白
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2. 粘合斑(adhesion plaque)
➢ 存在部位：位于上皮基底部，细胞通过局部黏附与细胞 外基质(ECM)之间形成的黏合连接。
➢ 分子组成：
➢ ① 跨膜粘连蛋白：膜整联蛋白——整合素(integrin) 胞内区：通过细胞内锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连 胞外区：与细胞外基质成分相连
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➢ 分类：根据所在部位、结构形态及其与细胞骨架之间 的关系，可分为： ➢ 粘合连接：与肌动蛋白纤维相连的锚定连接
➢ 粘合带：细胞间的粘合连接； ➢ 粘着斑：细胞与细胞外基质间的粘合连接。
➢ 桥粒连接：与中间纤维相连的锚定连接
➢ 桥粒：细胞间的桥粒连接； ➢ 半桥粒：细胞与细胞外基质间的桥粒连接。
➢ ② 锚定蛋白——踝蛋白(talin)，α-辅肌动蛋白，细丝蛋白和纽 蛋白。
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一、紧密连接(tight junction) or 封闭连接(occluding junction)
(一)、结构
➢ 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， 脑毛细管内皮细胞等。
➢ 2. 电镜下结构：
➢ 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。