细胞生物化学第11章 细胞连接与细胞粘附
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细胞生物学教程第十一章+细胞连接与细胞粘附分子ppt课件
R- cadherin 视网膜神经细胞、神经胶质细胞
Ksp-cadherin 肾
OB-cadherin 成骨细胞
VB-cadherin 脉管内皮细胞
desmoglein 桥粒
desmocollin 桥粒
ห้องสมุดไป่ตู้、选择素
• 选择素（selectin）属亲异性CAM；作用依赖于Ca2＋； • 参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘合； • 已知选择素有三种：L选择素、E选择素及P选择素。 • P选择素贮存于血小板及内皮细胞； • E选择素存在于活化的血管内皮细胞表面； • L选择素广泛存在于各种白细胞的表面，参与炎症部位白
Ig-SF
四、整合素integrin
• 多为亲异性细胞粘附分子。作用依赖于Ca2＋。 • 是α β亚单位形成异二聚体。 • 含β1的整合素主要介导细胞与ECM之间的粘附。 • 含β2的整合素主要介导细胞间的相互作用。 • 含β3亚单位的整合素介导血小板聚集，参与血栓形成。 • α6β4整合素以层粘连蛋白为配体，参与形成半桥粒。
• 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 与胞内的信号分子相连。
•
多数细胞粘附分子依赖二价阳离子，如Ca2＋，Mg2
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）。
细胞连接 与粘附分子
三、化学突触 synapse
• 存在于可兴奋细胞间，通过释放神经递质传 导兴奋。 • 由突触前膜、突触后膜、突触间隙组成。 • 突触前神经元突起末梢膨大，称突触小体。
• 突触小体内有突触小泡，内含神经递质。
Various Cell Junctional Complexes
Various Cell Junctional Complexes
变品种不仅不能形成间壁连接，还产生瘤突。
Septate junction between gills cell of freshwater mussels
二、锚定连接
• （一）粘着带与粘着斑 • 粘着带（adhesion belt） ：
– 呈带状环绕细胞，位于紧密连接下方。
– 相邻细胞间的粘合分子为E-钙粘素。 – 连接的细胞骨架成分为actin。
各类连接的比较
紧密连接 封闭连接 间壁连接 粘着带 连接肌动蛋白 粘着斑
锚定连接
上皮组织 只存在于无脊椎动物中 上皮组织 上皮细胞基部 心肌、表皮 上皮细胞基部 大多数动物组织中 神经细胞间和神经—肌肉间 植物细胞间
桥粒 连接中间纤维 半桥粒 间隙连接 通讯连接 化学突触 胞间连丝
第二节 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。 • 连接区域CAM构成焊接线，也称嵴线。相 邻质膜紧密结合，没有缝隙。 • 主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止
溶液渗入，构成脑血屏障和睾血屏障。
Tight Junction between two type I pneumo经细胞、神经胶质细胞 Ksp-cadherin 肾 OB-cadherin 成骨细胞 VB-cadherin 脉管内皮细胞 desmoglein 桥粒
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）
细胞连接与细胞黏附分子
第七节 细胞连接与细胞黏附分子
人和动物体内除血细胞和结缔组织等外， 各种组织的细胞都按一定排列方式互相 接触，在相邻细胞间形成一定的连接装 置，以加强组织的牢固性，形成组织和 器官。
在细胞外基质中还存在一些介导细胞粘附 的分子。参与细胞间通讯，协调细胞间 的代谢活动。
一、细胞连接
细胞连接是细胞间的联系结构，是细胞 质膜局部区域特化形成的。
附质
着
微丝束
蛋 白
膜
cell 1
钙粘蛋白 钙粘蛋白
附 着 蛋 白
质 膜
微丝束
cell 2
粘着带除具有细胞连接作用外，还在早期胚胎形态发 生中发挥重要作用。
例如胚胎上皮细胞片内陷形成管状或泡状器官原基时， 即与粘着带的功能有关。
（四）粘着斑 (adhesion plaques)
细胞与细胞外基质间亦存在粘合连接，使细胞 中的肌动蛋白丝束和基质连接起来。
相邻细胞间形成纽扣状结构，膜之间的间隙约30nm，膜下方有 附着蛋白质（片珠蛋白、桥粒斑蛋白等），形成一厚约15～ 20nm的致密斑。斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞 类型而异，如：在上皮细胞中为角蛋白丝，在心肌细胞中则为
结蛋白丝。桥粒中间为钙粘素。因此相邻细胞中的中间纤维通 过细胞质斑和钙粘素构成了穿胞细胞骨架网络。
化学突触
化学突触的结构 （具有小囊泡的一侧为突触前膜）
胞间连丝
植物细胞壁中小的开口，叫胞间连丝。
二、细胞黏附分子
cell细胞粘附分子（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：整合素家族、免疫球蛋白超家族、钙 黏附蛋白家族、选择素家族、其他黏附分子。
人和动物体内除血细胞和结缔组织等外， 各种组织的细胞都按一定排列方式互相 接触，在相邻细胞间形成一定的连接装 置，以加强组织的牢固性，形成组织和 器官。
在细胞外基质中还存在一些介导细胞粘附 的分子。参与细胞间通讯，协调细胞间 的代谢活动。
一、细胞连接
细胞连接是细胞间的联系结构，是细胞 质膜局部区域特化形成的。
附质
着
微丝束
蛋 白
膜
cell 1
钙粘蛋白 钙粘蛋白
附 着 蛋 白
质 膜
微丝束
cell 2
粘着带除具有细胞连接作用外，还在早期胚胎形态发 生中发挥重要作用。
例如胚胎上皮细胞片内陷形成管状或泡状器官原基时， 即与粘着带的功能有关。
（四）粘着斑 (adhesion plaques)
细胞与细胞外基质间亦存在粘合连接，使细胞 中的肌动蛋白丝束和基质连接起来。
相邻细胞间形成纽扣状结构，膜之间的间隙约30nm，膜下方有 附着蛋白质（片珠蛋白、桥粒斑蛋白等），形成一厚约15～ 20nm的致密斑。斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞 类型而异，如：在上皮细胞中为角蛋白丝，在心肌细胞中则为
结蛋白丝。桥粒中间为钙粘素。因此相邻细胞中的中间纤维通 过细胞质斑和钙粘素构成了穿胞细胞骨架网络。
化学突触
化学突触的结构 （具有小囊泡的一侧为突触前膜）
胞间连丝
植物细胞壁中小的开口，叫胞间连丝。
二、细胞黏附分子
cell细胞粘附分子（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：整合素家族、免疫球蛋白超家族、钙 黏附蛋白家族、选择素家族、其他黏附分子。
细胞连接与细胞黏附ppt课件
一、紧密连接
(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
(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。
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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。
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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
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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
细胞连接与细胞黏附
细胞连接分成三大类：封闭连接、锚定连接和通讯连接。
第2页/共54页
（1）封闭连接 具有连接相邻细胞、封闭细胞间隙的通透及 分隔极性上皮细胞质膜外叶顶区与基侧区等，阻止溶液中分子 沿细胞间隙渗入体内。 （2）锚定连接 通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞 与胞外基质之间连接起来。根据直接参与细胞连接的骨架纤维 的性质不同，锚定连接又分为与中间纤维相关的连接（桥粒和 半桥粒）和与肌动蛋白的连接（黏着带和黏着斑）。 （3）通讯连接 使相邻细胞之间保持化学信号和电信号的通 讯。包括间隙连接，神经细胞间的化学突触和植物细胞中的胞 间连丝。
织中，如上皮、心肌和子宫颈。与肌动蛋白（微丝）或中
间纤维相连是锚定连接的特点，按照所在的部位、形态和
与细胞骨架的关系可分为几种类型。
第11页/共54页
以肌动蛋白丝作为锚定部位的称为黏着带和黏着斑。以中 间纤维作为锚定部位的称桥粒和半桥粒。 ⑴黏着带和黏着斑 （黏着连接）
黏着带常位于上皮细胞紧密连接的下方，两细胞之间有15-30nm的间隙。细胞膜内侧有平行排列的微丝束通过锚定蛋白与 跨膜黏着蛋白连接形成跨膜网架。由一种依赖Ca2+的黏着机制介 导细胞相互黏着。
第28页/共54页
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。
第29页/共54页
通讯连接的意义
通讯连接使细胞群体的关系更加密切。 除了使细胞机械性的结合外，也使细胞的功 能得以协调，如信息分子从一个细胞流向另 一个细胞，使细胞群代谢活动更加精细。在 高等脊椎动物，电偶联使心肌细胞群同步收 缩和舒张，使小肠平滑肌细胞群收缩蠕动同 步化等。
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（1）封闭连接 具有连接相邻细胞、封闭细胞间隙的通透及 分隔极性上皮细胞质膜外叶顶区与基侧区等，阻止溶液中分子 沿细胞间隙渗入体内。 （2）锚定连接 通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞 与胞外基质之间连接起来。根据直接参与细胞连接的骨架纤维 的性质不同，锚定连接又分为与中间纤维相关的连接（桥粒和 半桥粒）和与肌动蛋白的连接（黏着带和黏着斑）。 （3）通讯连接 使相邻细胞之间保持化学信号和电信号的通 讯。包括间隙连接，神经细胞间的化学突触和植物细胞中的胞 间连丝。
织中，如上皮、心肌和子宫颈。与肌动蛋白（微丝）或中
间纤维相连是锚定连接的特点，按照所在的部位、形态和
与细胞骨架的关系可分为几种类型。
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以肌动蛋白丝作为锚定部位的称为黏着带和黏着斑。以中 间纤维作为锚定部位的称桥粒和半桥粒。 ⑴黏着带和黏着斑 （黏着连接）
黏着带常位于上皮细胞紧密连接的下方，两细胞之间有15-30nm的间隙。细胞膜内侧有平行排列的微丝束通过锚定蛋白与 跨膜黏着蛋白连接形成跨膜网架。由一种依赖Ca2+的黏着机制介 导细胞相互黏着。
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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。
第29页/共54页
通讯连接的意义
通讯连接使细胞群体的关系更加密切。 除了使细胞机械性的结合外，也使细胞的功 能得以协调，如信息分子从一个细胞流向另 一个细胞，使细胞群代谢活动更加精细。在 高等脊椎动物，电偶联使心肌细胞群同步收 缩和舒张，使小肠平滑肌细胞群收缩蠕动同 步化等。
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
01
引言
细胞连接、细胞粘附与细胞外基质的定义
01
02
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。
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域，可结合Ca2+，赋予钙黏着蛋白分子刚性和强度。 Ca2+结合越多，钙黏着蛋白刚性越强。
Cell Junction and Cell Adhesion
钙黏着蛋白的结构与功能
A. 一个经典钙黏着蛋白
B. 一个钙黏着蛋白重复子的三维结构
C. Ca2+对钙黏着蛋白的影响
Cell Junction and Cell Adhesion
Cell Junction and Cell Adhesion
1. 选择素的分子结构
单次穿膜糖蛋白；
胞外区由三个独立的结构域组成：
① N-末端凝集素样结构域：识别特异糖基，参与细胞之间选择性黏附的重
要活性部位
② 表皮生长因子(EGF)样结构域
③ 补体调节蛋白（CCP）结构域
具有加强分子间粘附以及 参与补体系统调节等作用。
连接分子依赖性结合（linker-dependent binding）：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。
Cell Junction and Cell Adhesion
细胞间黏附的三种方式（引自Alberts 等，2002）
Cell Junction and Cell Adhesion
第11章
细胞连接与细胞粘附
Cell junction and Cell adhesion
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。
细胞连接的类型
一、紧密连接
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。
桥粒：位于上皮细胞黏合带的下方，是相邻 细胞接触点上一种类似纽扣的结构。桥粒连接处 相邻细胞质膜之间的间隙约30nm。
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。
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
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
桥粒连接的功能
• 相邻细胞中的中间纤维通过桥粒构成贯穿整 个组织的整体网架，增强组织的抗张力和抗 压力。
天疱疮
半桥粒：是上皮细胞与基底膜之间的连接装置。 其胞质斑是由网蛋白组成，可与细胞内的中间纤维相 连。其跨膜粘连蛋白是整联蛋白，可与基底膜中层粘 连蛋白发生粘附性结合。
桥粒和半桥粒模式图
胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。
Cell Junction and Cell Adhesion
三种已知选择素的结构示意图
A. 三种选择素的结构 B. 这三种选择素都能够识别糖蛋白寡糖链末端的糖基配
体并与之结合
C. 糖基配体的详细结构
Cell Junction and Cell Adhesion
间隙连接的通讯方式有两种，即代谢偶联和电偶 联。
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。
钙黏素属于Ca2+依赖性细胞粘附分子，它在 质膜中形成同源二聚体，相邻细胞的钙黏素胞外 部分相互结合，其胞内部分通过细胞内锚定蛋白 与肌动蛋白纤维相连。
黏着斑：位于上 皮基底部，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 接的跨膜粘连蛋白是 膜整合素。
（二）桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接
锚定连接分类
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，从而实现群体细胞间的合作和协调，这种连接 形式称为通讯连接。
常见的通讯连接有动物组织中的间隙连接和化 学突触，植物组织中的胞间连丝。
1、间隙连接
间隙连接部位相邻 细胞膜之间有2～4nm 的缝隙。间隙连接的基 本结构单位是连接子。 连接子长7.5nm，外径 6nm，由6个相同或相 似的跨膜蛋白—连接子 蛋白环绕而成，中央形 成1.5～2nm的亲水性 孔道。
（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 15～20nm。
参与形成黏合带的跨膜粘连蛋白称为钙黏素。 粘合带的胞内锚定蛋白有多种，包括α、β、γ连 环蛋白、纽蛋白和α-辅基蛋白。
2. 钙黏着蛋白的功能
⑴ 介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附 在胚胎和成人组织中，同类细胞需要具备自
我标识与彼此黏附的特性。
Cell Junction and Cell Adhesion
⑵ 在个体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官 的形成
通过调控钙黏着蛋白表达的种类与数量而决定间的相互 作用，
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。 根据其分子结构与功能特性，分为四大类：
钙黏着蛋白 （cadherin） 选择素（selectin） 免疫球蛋白超家族( Ig-superfamily, IgSF) 整联蛋白家族 （integrin family）
Cell Junction and Cell Adhesion
细胞骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合。
Cell Junction and Cell Adhesion
3.细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式
同亲型结合（homophilic binding）：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；
异亲型结合（heterophilic binding）：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；
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
质膜蛋白聚糖
主要成员
E, N, P-钙黏着蛋白 桥粒-钙黏着蛋白 P-选择素 神经细胞黏附分子 α1β2
20多种类型 α6β4 多配体蛋白聚糖
Ca2+/ Mg2+ 在胞内相连的
cell Biology
连接子蛋白是一类4次跨膜蛋白，目前已经发现 20多种不同的连接子蛋白，一个连接子可以由不同的 连接子蛋白构成异源连接子，也可以由相同的连接子 蛋白构成同源连接子。
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
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。
1. Ig-SF黏附分子的功能
⑴ 神经细胞黏附分子(N-CAM) 胞外区有5个免疫球蛋白样的结构域； 通过同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏附
在一起； 与神经系统的发育、轴突的生长和再生以及突触的
Cell Junction and淋巴细胞和免疫应 答所需要的细胞（巨噬细胞、其他淋巴细胞和靶 细胞）之间的特异的相互作用；但一些Ig-SF成员， 如N-CAM介导非免疫细胞的黏着。
Cell Junction and Cell Adhesion
参与形成紧密连接的跨膜蛋白： 封闭蛋白(occludin)
claudin
JAMs ) (junctional adhesion molecules
ZO(zonula occludens)
紧密连接的两个功能： 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。
Cell Junction and Cell Adhesion
钙黏着蛋白通过附着蛋白与微丝结合
Cell Junction and Cell Adhesion
二、选择素
选择素是一类依赖于Ca2+的异亲型细胞粘附分子，能特异 性地识别其他细胞表面寡糖链中的特定糖基。
选择素家族成员
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
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）
Cell Junction and Cell Adhesion
1. 钙黏着蛋白分子结构
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
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。
化学突触
cell Biology
第二节
细胞黏附
Cell Junction and Cell Adhesion
细胞黏附分子概述
1.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
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。
Cell Junction and Cell Adhesion
Cell Junction and Cell Adhesion
钙黏着蛋白的结构与功能
A. 一个经典钙黏着蛋白
B. 一个钙黏着蛋白重复子的三维结构
C. Ca2+对钙黏着蛋白的影响
Cell Junction and Cell Adhesion
Cell Junction and Cell Adhesion
1. 选择素的分子结构
单次穿膜糖蛋白；
胞外区由三个独立的结构域组成：
① N-末端凝集素样结构域：识别特异糖基，参与细胞之间选择性黏附的重
要活性部位
② 表皮生长因子(EGF)样结构域
③ 补体调节蛋白（CCP）结构域
具有加强分子间粘附以及 参与补体系统调节等作用。
连接分子依赖性结合（linker-dependent binding）：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。
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细胞间黏附的三种方式（引自Alberts 等，2002）
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第11章
细胞连接与细胞粘附
Cell junction and Cell adhesion
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。
细胞连接的类型
一、紧密连接
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。
桥粒：位于上皮细胞黏合带的下方，是相邻 细胞接触点上一种类似纽扣的结构。桥粒连接处 相邻细胞质膜之间的间隙约30nm。
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。
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
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
桥粒连接的功能
• 相邻细胞中的中间纤维通过桥粒构成贯穿整 个组织的整体网架，增强组织的抗张力和抗 压力。
天疱疮
半桥粒：是上皮细胞与基底膜之间的连接装置。 其胞质斑是由网蛋白组成，可与细胞内的中间纤维相 连。其跨膜粘连蛋白是整联蛋白，可与基底膜中层粘 连蛋白发生粘附性结合。
桥粒和半桥粒模式图
胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。
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三种已知选择素的结构示意图
A. 三种选择素的结构 B. 这三种选择素都能够识别糖蛋白寡糖链末端的糖基配
体并与之结合
C. 糖基配体的详细结构
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间隙连接的通讯方式有两种，即代谢偶联和电偶 联。
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。
钙黏素属于Ca2+依赖性细胞粘附分子，它在 质膜中形成同源二聚体，相邻细胞的钙黏素胞外 部分相互结合，其胞内部分通过细胞内锚定蛋白 与肌动蛋白纤维相连。
黏着斑：位于上 皮基底部，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 接的跨膜粘连蛋白是 膜整合素。
（二）桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接
锚定连接分类
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，从而实现群体细胞间的合作和协调，这种连接 形式称为通讯连接。
常见的通讯连接有动物组织中的间隙连接和化 学突触，植物组织中的胞间连丝。
1、间隙连接
间隙连接部位相邻 细胞膜之间有2～4nm 的缝隙。间隙连接的基 本结构单位是连接子。 连接子长7.5nm，外径 6nm，由6个相同或相 似的跨膜蛋白—连接子 蛋白环绕而成，中央形 成1.5～2nm的亲水性 孔道。
（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 15～20nm。
参与形成黏合带的跨膜粘连蛋白称为钙黏素。 粘合带的胞内锚定蛋白有多种，包括α、β、γ连 环蛋白、纽蛋白和α-辅基蛋白。
2. 钙黏着蛋白的功能
⑴ 介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附 在胚胎和成人组织中，同类细胞需要具备自
我标识与彼此黏附的特性。
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⑵ 在个体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官 的形成
通过调控钙黏着蛋白表达的种类与数量而决定间的相互 作用，
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。 根据其分子结构与功能特性，分为四大类：
钙黏着蛋白 （cadherin） 选择素（selectin） 免疫球蛋白超家族( Ig-superfamily, IgSF) 整联蛋白家族 （integrin family）
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细胞骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合。
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3.细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式
同亲型结合（homophilic binding）：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；
异亲型结合（heterophilic binding）：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；
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
质膜蛋白聚糖
主要成员
E, N, P-钙黏着蛋白 桥粒-钙黏着蛋白 P-选择素 神经细胞黏附分子 α1β2
20多种类型 α6β4 多配体蛋白聚糖
Ca2+/ Mg2+ 在胞内相连的
cell Biology
连接子蛋白是一类4次跨膜蛋白，目前已经发现 20多种不同的连接子蛋白，一个连接子可以由不同的 连接子蛋白构成异源连接子，也可以由相同的连接子 蛋白构成同源连接子。
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
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。
1. Ig-SF黏附分子的功能
⑴ 神经细胞黏附分子(N-CAM) 胞外区有5个免疫球蛋白样的结构域； 通过同亲型黏着机制与相邻细胞同类分子结合黏附
在一起； 与神经系统的发育、轴突的生长和再生以及突触的
Cell Junction and淋巴细胞和免疫应 答所需要的细胞（巨噬细胞、其他淋巴细胞和靶 细胞）之间的特异的相互作用；但一些Ig-SF成员， 如N-CAM介导非免疫细胞的黏着。
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参与形成紧密连接的跨膜蛋白： 封闭蛋白(occludin)
claudin
JAMs ) (junctional adhesion molecules
ZO(zonula occludens)
紧密连接的两个功能： 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。
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钙黏着蛋白通过附着蛋白与微丝结合
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二、选择素
选择素是一类依赖于Ca2+的异亲型细胞粘附分子，能特异 性地识别其他细胞表面寡糖链中的特定糖基。
选择素家族成员
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
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）
Cell Junction and Cell Adhesion
1. 钙黏着蛋白分子结构
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
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。
化学突触
cell Biology
第二节
细胞黏附
Cell Junction and Cell Adhesion
细胞黏附分子概述
1.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
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。
Cell Junction and Cell Adhesion