17 第十七章 细胞的社会联系
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《细胞社会的联系》课件
细胞社会
04
细胞组织
组织结构
细胞组织是由形态相似、功能相关的细胞集合而成的结构，具有 特定的结构和功能。
组织类型
根据细胞类型和功能的不同，细胞组织可以分为多种类型，如上皮 组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织等。
组织功能
细胞组织在生物体中发挥着重要的功能，如保护、吸收、分泌和运 动等。
细胞群落
群落形成
《细胞社会的联系》 ppt课件
目 录
• 细胞概述 • 细胞通讯 • 细胞间联系 • 细胞社会 • 细胞联系与疾病
细胞概述
01
细胞定义
细胞是生物体的基本结构和功 能单位，是组成生物体的最小 单位。
细胞具有自我复制、代谢、遗 传和繁殖等生命活动的基本特 征。
细胞是生物体生长、发育和繁 殖的基础，也是生物体进行新 陈代谢和信息传递的场所。
信号转导
信号分子与受体结合后 ，通过一系列化学反应 将信号传递至细胞内部
。
效应产生
细胞根据接收到的信号 ，产生相应的生理反应
或功能变化。
反馈调节
细胞可以产生反馈调节 机制，对接收到的信号 进行负反馈或正反馈调
节。
细胞间联系
03
细胞连接
紧密连接
存在于上皮细胞之间，通过一种 称为“闭锁小带”的结构将细胞 紧密结合在一起，形成了一个封 闭的细胞屏障，阻止大分子物质
细胞种类
原核细胞
哺乳动物成熟的红细胞
没有核膜包裹的细胞核，只有裸露的 DNA，常见于细菌、支原体等微生物 。
没有细胞核和其他细胞器，只有细胞 膜和血红蛋白，用于运输氧气。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
真核细胞
具有核膜包裹的细胞核，DNA被包裹 在核内，常见于动物、植物和真菌等 生物。
第十七章细胞的社会联系
血小板整联蛋白活化后与纤维蛋白原结合形成血凝块
Integrin-mediated resistance to stress-induced apoptosis via Ras-PI3-kinase-Akt pathway
第三节 细胞外基质(extracellular matrix，ECM)
细胞外基质是指分布于细胞外空间, 由细胞合成后分 泌到胞外(包括细 胞表面或细胞之间)的蛋白和多糖构 成的网格结构。
细胞外基质在结缔组织中含量最为丰富， 主要由成纤维细胞所分泌
结缔组织与细胞外基质
细胞外基质不只具有连接、支持、保水、抗压及
保护等物理学作用，而且对细胞的基本生命活动发
挥全方位的生物学作用。 1．为组织的构建提供了支撑框架 2、影响细胞的存活,生长与死亡；
间隙连接 大多数动物细胞中 通讯连接 化学突触 神经细胞间和神经肌肉间 胞间连丝 植物细胞间
细胞识别与细胞黏着试验
细胞黏附具有组织特异性
神经系统起源于神经外胚层，由神经管和神经嵴分化而成
Cell adhesion is a dynamic Process that plays an important role in embryo development
粘着斑是通过整联蛋白(跨膜蛋白)将微丝与细胞外基质连
接起来。 存在部位
存在于上皮细胞和某些细胞(如成纤维细胞) 底面。
功能 粘着斑与粘着带除起细胞附着和支持的作用外，还有细胞 间传递信号的作用。
图17-5 黏着斑结构与功能示意图
三、通讯连接(communicating junction)
一种特殊的细胞连接方式， 它除了有机械的细胞连接作 用之外， 还具有传递信息功能。
粘着带 (adhesion belt) 位于上皮细胞紧密连接的下方； 通过钙粘蛋白将两个相邻细胞的微丝连接起来。 钙粘蛋白通过锚蛋白（质膜下方）与细胞内微丝相连， 细胞外与另一细胞连接微丝的钙粘蛋白相连。 锚蛋白的种类：连环蛋白，钮蛋白和α-辅肌动蛋白
2023年高二生物竞赛课件：细胞的社会联系
小分子通过相邻细胞间的紧密连接，以细胞旁路途径 (paracellular pathway)从上皮细胞层一侧转运或“渗漏”到 另一侧(小肠上皮和肾小管组织中的细胞旁路转运方式），与 密封蛋白相关，也与G蛋白-cAMP信号通路相关
一、封闭连接（occluding junction）
紧密连接的功能
2、形成上皮细胞 膜蛋白与膜脂分 子侧向扩散的屏 障，维持上皮细 胞极性
细胞的社会联系
细胞的社会联系
多细胞生物体内没有细胞是“孤立”的 通过细胞通讯、黏着、连接以及细胞与胞外基质的相
互作用构成复杂的细胞社会 决定细胞的行为和命运，包括结构与功能分化、位置
以及生死抉择，维持机体的稳态平衡
本章主要内容
第一节 细胞连接 第二节 细胞黏着及其分子基础 第三节 细胞外基质
血脑屏障 ✓ 大脑的血管内皮细胞间的紧密连接，可阻止离子或水分子 通过血管内皮组织进入脑组织，保证大脑内环境稳定 ✓ 同时也阻止了多种药物从血管进入中枢神经系统 ✓ 免疫细胞可通过血脑屏障
小分子通过相邻细胞间的紧密连接，以细胞旁路途径 (paracellular pathway)从上皮细胞层一侧转运或“渗漏”到 另一侧(小肠上皮和肾小管组织中的细胞旁路转运方式），与 密封蛋白相关
血脑屏障 ✓ 大脑的血管内皮细胞间的紧密连接，可阻止离子或水分子 通过血管内皮组织进入脑组织，保证大脑内环境稳定 ✓ 同时也阻止了多种药物从血管进入中枢神经系统 ✓ 免疫细胞可通过血脑屏障
一、封闭连接（occluding junction）
紧密连接的功能
1、形成渗透屏障，阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通 过细胞间隙扩散到另一侧，起封闭作用
，4次跨膜 2. 密封蛋白(claudin)：4次跨膜
一、封闭连接（occluding junction）
紧密连接的功能
2、形成上皮细胞 膜蛋白与膜脂分 子侧向扩散的屏 障，维持上皮细 胞极性
细胞的社会联系
细胞的社会联系
多细胞生物体内没有细胞是“孤立”的 通过细胞通讯、黏着、连接以及细胞与胞外基质的相
互作用构成复杂的细胞社会 决定细胞的行为和命运，包括结构与功能分化、位置
以及生死抉择，维持机体的稳态平衡
本章主要内容
第一节 细胞连接 第二节 细胞黏着及其分子基础 第三节 细胞外基质
血脑屏障 ✓ 大脑的血管内皮细胞间的紧密连接，可阻止离子或水分子 通过血管内皮组织进入脑组织，保证大脑内环境稳定 ✓ 同时也阻止了多种药物从血管进入中枢神经系统 ✓ 免疫细胞可通过血脑屏障
小分子通过相邻细胞间的紧密连接，以细胞旁路途径 (paracellular pathway)从上皮细胞层一侧转运或“渗漏”到 另一侧(小肠上皮和肾小管组织中的细胞旁路转运方式），与 密封蛋白相关
血脑屏障 ✓ 大脑的血管内皮细胞间的紧密连接，可阻止离子或水分子 通过血管内皮组织进入脑组织，保证大脑内环境稳定 ✓ 同时也阻止了多种药物从血管进入中枢神经系统 ✓ 免疫细胞可通过血脑屏障
一、封闭连接（occluding junction）
紧密连接的功能
1、形成渗透屏障，阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通 过细胞间隙扩散到另一侧，起封闭作用
，4次跨膜 2. 密封蛋白(claudin)：4次跨膜
《细胞的社会交往》课件
Part
02
细胞信号传导
信号传导的种类
化学信号传导
通过化学物质传递信息， 如激素、神经递质等。
物理信号传导
通过物理刺激传递信息， 如电、光、声等。
生物信号传导
通过生物分子或细胞间的 相互作用传递信息，如受 体蛋白、G蛋白偶联受体 等。
信号传导的途径
跨膜信号传导
信号分子与细胞膜上的受体结合 ，通过跨膜蛋白激活或抑制细胞
细胞间相互调控
细胞通过调控其他细胞的 行为和功能，以适应环境 变化和维持机体平衡。
细胞间的信息交流
STEP 01
信号分子
STEP 02
膜受体
细胞间通过释放和接收信 号分子来进行信息交流， 如激素、神经递质等。
STEP 03
细胞接触
某些类型的细胞通过直接 接触来进行信息交流，如 神经元和肌肉细胞间的电 信号传递。
通讯连接
总结词
通讯连接是指细胞间通过信号分子或电化学信号等方式进行信息交流和通讯，以协调细胞间的功能和 行为。
详细描述
通讯连接主要包括间隙连接、化学突触和胞间连丝等类型。间隙连接能够使相邻细胞间直接通讯；化 学突触则能够使神经元之间传递信息；胞间连丝则能够使植物细胞间进行信息交流。通讯连接能够使 细胞间进行快速的信息交流和协调，以维持机体的整体功能和稳态。
黏附与迁移的异常
在病理状态下，细胞的黏附和迁移可能会发生异常，导致肿瘤转移 、组织损伤和炎症等。
Part
04
细胞间的连接方式
紧密连接
总结词
紧密连接是细胞间的一种重要连接方式，通过紧密连接，细胞能够形成紧密的屏障，维 持细胞间的结构和功能完整性。
详细描述
紧密连接是指相邻细胞间通过特殊的膜蛋白相互连接，形成一种紧密的连接结构。这种 连接方式在人体的各种组织中广泛存在，特别是在消化系统和排泄系统中，能够形成一
细胞的社会联系
根据不同Ca2+,H+浓度下连接子电镜图假想的连接子开闭变化模型： 通过连接子蛋白扭动开关通道。
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2013-09-12
2）植物细胞：胞间连丝。 • 胞间连丝：细胞分裂时形成的或后期胞壁融通形成的原生质丝，可能具有选
择通透性。小分子物质及蛋白、核酸、病毒、细胞器等都可通过。光面内质 网常位于连丝中心成链样管，它和质膜之间的环孔两端较窄，可能有调节通 透的作用。胞间连丝随细胞发育通透性可能改变。 • 病毒可分泌运动蛋白扩大胞间连丝孔径，使病毒可以通过胞间连丝进入其他 细胞。
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2013-09-12
间隙连接： A, 间隙连接结构示意图；B, 间隙连接的蛋白组成；C， 4次跨膜的间隙连接蛋白结 构示意图； D， 豚鼠上皮细胞冷冻蚀刻电镜照片显示间隙连接成片分布。
电突触结构示意图： A， 电突触结构示意图； B， 电突触的间隙连接示意图。
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2013-09-12
培养的成纤维细胞间隙连接电镜照片：B，冷冻断裂 。
蛋白、filamin （细丝蛋白，连接整合蛋白和微丝）等。 • 黏合斑在肌肉，肌键及细胞贴壁生长中常见。可维持细胞张力，传递
生长信号。
黏着斑结构与功能示意图
1.3 通讯连接
一种特殊的细胞连接方式，它除了有机械的细胞连接作用之外， 还具有传递信 息功能。
1）动物细胞：间隙连接和化学突触。
• 间隙连接（gap junction）：分布在除骨骼肌和血细胞外所有的组织细胞上。 • 连接子（connexon）：6个相同（相似）的跨膜蛋白排列成环形。中间形成约
• E-选择素及P-选择素所识别与结 合的糖配体为唾液酸化及岩藻糖 化的N-乙酰氨基乳糖结构（sLeX 及sLeA）。sLeA结构存在于髓系 白细胞表面（其中包括L选择素） 分子中。
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2）植物细胞：胞间连丝。 • 胞间连丝：细胞分裂时形成的或后期胞壁融通形成的原生质丝，可能具有选
择通透性。小分子物质及蛋白、核酸、病毒、细胞器等都可通过。光面内质 网常位于连丝中心成链样管，它和质膜之间的环孔两端较窄，可能有调节通 透的作用。胞间连丝随细胞发育通透性可能改变。 • 病毒可分泌运动蛋白扩大胞间连丝孔径，使病毒可以通过胞间连丝进入其他 细胞。
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间隙连接： A, 间隙连接结构示意图；B, 间隙连接的蛋白组成；C， 4次跨膜的间隙连接蛋白结 构示意图； D， 豚鼠上皮细胞冷冻蚀刻电镜照片显示间隙连接成片分布。
电突触结构示意图： A， 电突触结构示意图； B， 电突触的间隙连接示意图。
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培养的成纤维细胞间隙连接电镜照片：B，冷冻断裂 。
蛋白、filamin （细丝蛋白，连接整合蛋白和微丝）等。 • 黏合斑在肌肉，肌键及细胞贴壁生长中常见。可维持细胞张力，传递
生长信号。
黏着斑结构与功能示意图
1.3 通讯连接
一种特殊的细胞连接方式，它除了有机械的细胞连接作用之外， 还具有传递信 息功能。
1）动物细胞：间隙连接和化学突触。
• 间隙连接（gap junction）：分布在除骨骼肌和血细胞外所有的组织细胞上。 • 连接子（connexon）：6个相同（相似）的跨膜蛋白排列成环形。中间形成约
• E-选择素及P-选择素所识别与结 合的糖配体为唾液酸化及岩藻糖 化的N-乙酰氨基乳糖结构（sLeX 及sLeA）。sLeA结构存在于髓系 白细胞表面（其中包括L选择素） 分子中。
第十七章--细胞的社会联系
天疱疮小鼠模型
与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半桥粒
半桥粒 (hemidesmosome)：
细胞与胞外基质间的 连接
中间丝—整联蛋白— 层粘连蛋白 上皮细胞通过半桥粒黏着在基膜上
与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与黏着斑
黏着带(adhesion belt) 推测在动物胚胎发育 形态建成过程中促使上 皮细胞层弯曲形成神经 管等结构 微丝—钙黏蛋白
胞间连丝(plasmodesma)：高等植物细胞之间通过胞间 连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络
化学突触(chemical synapses)：存在于可兴奋细胞之间的 细胞连接方式，它通过释放神经递质来传导神经 冲动
1. 间隙连接(gap junction)
结构与成分：
基本结构单位是连接 子，6个亚单位形成一 个直径约1.5 nm 的亲 水通道
思考题
2.细胞连接有哪几种类型，各有什么功能?
类型：封闭连接，锚定连接，通讯连接。 封闭连接：阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通
过细胞间隙扩散到另一侧，起封闭作用；形成上 皮细胞膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，从而 维持上皮细胞极性。 锚定连接：当细胞形成组织后，由于细胞间或细 胞与胞外基质间通过锚定连接分散作用力，从而 增强细胞承受机械力的能力。
封闭连接主要类型
一般存在于上皮细 胞之间。
冰冻断裂复型技术 显示出它是由围绕 在细胞四周的“焊 接线”（嵴线）形 成
一、紧密连接（tight junction）
主要功能： 1.形成渗透屏障
eg.血脑屏障(BBB)
阻止可溶性物质从上皮细胞层一 侧通过细胞间隙扩散到另一侧， 起封闭作用。
血脑屏障
第17章 细胞的社会联系
人类的社会联系
细胞生物学17 细胞的社会联系
四、纤连蛋白和层粘连蛋白
纤粘连蛋白： 高分子量糖蛋白，是多聚体，20种以上，受体是整合蛋 白家族，介导细胞粘附，促成细胞迁移。 层粘连蛋白: 是各种动物胚胎和成体组织基膜的主要结构组分，细胞 常通过层粘连蛋白固定于基膜上
层粘连蛋白分子
上皮细胞的细胞外基质
五、植物细胞壁
分初生壁和次生壁 纤维素：葡萄糖分子以β(1-4)糖苷腱的线性多聚体分子 半纤维素：由木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支 的多糖 果胶：是大量带负电荷的糖（半乳糖醛酸）。 木质素：酚残基形成的水不容性多聚体
2. 胞间连丝 植物细胞间相互联系的纽带，管状结构，中间内质网延伸成链 管；细胞通讯，选择性的物质运输
3. 化学突触 可兴奋细胞之间的一种连接方式，通过释放神经递质来传导神 经冲动
间隙连接
胞间连丝结构
化学突触结构模型
封闭连接 锚定连接
紧密连接 粘合带 桥粒
角蛋白丝
通讯连接 间隙连接
半桥粒
基膜
跨膜αβ异二聚体 胞内部分：与肌动蛋白丝相互作用 胞外部分：与含有 RGD 三肽序列的
（精、甘、天冬氨酸） 纤连蛋白/层粘连蛋白 相互作用
粘附分子间的作用
第三节 细胞外基质
细胞外基质指分布细胞外，由细胞分泌的蛋白和多 糖构成的网络结构
细胞外被（糖萼）指细胞外覆盖的一层粘多糖（糖 蛋白或糖脂）
细胞外基质的成分
胶原纤维的结构与形成过程
原胶原：1/4交替平行排列；首尾有间隔，67nm周期性横纹
二、弹性蛋白
呈无规则的卷曲状，富含甘氨酸 和脯氨酸，少羟脯氨酸，无羟赖 氨酸，无Gly-X-Y序列 通过赖氨酸残基相互交联成网 状，是弹性纤维的主要成分，主 要在脉管壁、肺、皮肤、肌腱等 处 弹性纤维与胶原纤维共同存在， 赋予组织弹性和抗张性
细胞生物学细胞的社会联系
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连接结构，是多细 胞生物体相邻细胞之间协同作用的重要组织方式；
• 体现：组织构建、胚胎发育等过程；胚胎细胞通过细胞社会的联系彼此 交流信息，以决定每个细胞的行为和命运，包括结构与功能分化，位臵 以及生死抉择。 • 组织的构建既是细胞分化的结果，也是细胞通过表面分子相互识别、粘 附及形成特殊细胞连接的结果。 • 细胞与细胞间，细胞与胞外基质间的相互作用是组织形成、维持及修复 的最主要保证。
电偶联
间隙连接 (gap junction)
间隙连接的功能-3
3）间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用 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“位臵信息”，并根据其位臵影响
其分化。 肿瘤细胞之间的间隙连接明显减少或消失，间隙联接类 似“肿瘤抑制因子”。
第一节 细胞连接 Cell Junction
• 根据行使功能的不同，分为三大类：
封闭连接（occluding junction）
锚定连接（anchoring junction）
通讯连接（communicating junction）
1.1 封闭连接（occluding junction）
紧密连接（ tight junction ） 是封闭连接的主要形式，主 要存在于上皮细胞之间； 结构特点：细胞膜之间 无空隙，由细胞膜上成 串排列的跨膜蛋白形成 嵴线，相邻细胞的嵴线 相互交联，封闭了细胞 之间的空隙。
间隙连接 (gap junction) 间隙连接的功能-2
2）间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用（电偶联）
电突触(electronic junction) 快速实现细胞间信号通讯
第十七章 细胞连接
三、GAG和PG的功能
弹性、抗压性 选择渗透性（分子筛） 其他：透光性、抗凝血、信号转导等
二 胶原与弹性蛋白
胶原纤维
弹性纤维
一、胶原（ Collagen）
含量最多（25%）、分布广泛 纤维蛋白家族 来源：成纤维细胞 软骨细胞 成骨细胞 上皮细胞等
1、胶原的主要类型及分布
类型：19种(见表格)
一、氨基聚糖 （GAG）
1、结构： 重复的二糖单位聚合而成的直链多糖 二糖单位：氨基己糖、糖醛酸 2、电性：强负电性
一、氨基聚糖 （GAG）
3、分类 透明质酸（HA） 硫酸软骨素（CS） 硫酸皮肤素（DS） 硫酸乙酰肝素（HS） 肝素 硫酸角质素（KS）
透明质酸（HA）
结构：最简单 不发生硫酸化 含有大量亲水基团、负电荷 形态：呈无规则卷曲状 降解：透明质酸酶 功能：赋予组织弹性、抗压性 促进细胞迁移、增殖
胞内连接成份：
微丝 与粘着带相连的微丝在细胞中形成平行于细胞 膜的可收缩的纤维束。
粘着斑（adhesion plaque）
是肌动蛋白纤维与细胞外基质之间的连接方式。 跨膜连接糖蛋白
整合素家族 integrins 行使纤连蛋白受体的功能，并通过纤连蛋白与细胞外基质 结合
细胞内结构
微丝
在粘着斑形成的过程中，GTP结合蛋白Rho激酶起着 关键的调节作用。 粘着斑和粘着带均起着细胞附着与支持的功能。
3. 桥粒（desmosome）
桥粒在两个细胞间形成钮扣式的结构将 相邻细胞铆接在一起
跨膜糖蛋白
钙粘素家族
细胞内锚定成份
中间纤维
细胞质内的中间纤维通过桥粒相互连接 形成贯穿于整个组织的整体网络，支持 该组织并抵抗外界压力与张力。
细胞学作业第十七章 细胞的社会联系
一、细胞通过哪些方式产生社会联系？细胞社会联系有何生物学意义？细胞黏着、细胞连接、细胞通讯以及细胞与胞外基质的相互作用，构成复杂的细胞社会。
细胞社会联系在胚胎发育、组织构建等过程中尤为重要。
细胞的社会联系体现在细胞与细胞间、细胞与胞外环境甚至机体间的相互作用、相互制约和相互依存。
在胚胎发育中，胚胎细胞通过细胞社会的联系彼此交流信息，以决定细胞的行为和命运，包括结构和功能分化、位置以及生死抉择等。
细胞社会联系是组织建成、维持及修复的最主要保障。
神经细胞、免疫细胞以及内分泌细胞通过社会性联系，共同参与并维持机体的稳态平衡。
二、细胞连接有哪几种类型，各有什么功能？动物细胞有三种类型的连接∶紧密连接,粘着连接,间隙连接，每一种连接都具有独特的功能∶封闭(紧密连接)、粘着(斑形成连接)和通讯(间隙连接)。
这三种类型的细胞连接中,粘着连接最为复杂,并且易同细胞粘着相混淆。
根据粘着连接在连接中所涉及的细胞外基质和细胞骨架的关系又分为四种类型:桥粒、半桥粒、粘着带和粘着斑。
三、细胞黏着分子与胞外基质成分有哪些，分别有什么功能？细胞黏着分子可大致分为五类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整合素及透明质酸粘素。
钙粘素，选择素，免疫球蛋白超家族，整合素，透明质酸粘素钙粘素的作用主要有以下几个方面：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CAM，是粘合带的主要构成成分。
桥粒中的钙粘素就是desmoglein及desmocollin。
2．参与细胞分化，钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体组织（尤其是上皮及神经组织）的构筑有重要作用。
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．抑制细胞迁移，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。
17-细胞的社会联系
第17章在多细胞生物体内，细胞通过多种途径与机体的其他细胞建立起结构、物质及信息的社会联系。
除了细胞通讯使信号细胞与靶细胞产生社会联系外，细胞间或细胞与胞外基质间通过细胞识别与黏着，形成细胞连接，使多细胞生物体中相邻细胞或细胞与胞外基质间在形态建成、组织构建等方面产生社会联系。
细胞的社会性对细胞的存活、发育、迁移、增殖、形态以及基因的差异表达，对组织形成、个体构建发挥了重要的结构与信号作用。
在多细胞机体中，细胞之间的连接主要有３种类型:以紧密连接为代表的封闭连接可形成渗透屏障，阻止溶液中的分子沿细胞间隙进入体内，同时还起到隔离膜蛋白和膜脂分子及维持上皮细胞极性作用；锚定连接是中间丝（桥粒、半桥粒）或微丝（黏合带和黏合斑）将相邻的细胞或细胞与胞外基质连接在一起，以形成坚韧有序的细胞群体、组织与器官；通讯连接（包括间隙连接和化学突触）则在细胞之间的代谢偶联、信号转导等过程中起重要作用。
高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与相互联系。
细胞识别与黏着由位于细胞表面的黏着分子介导，这些分子包括钙黏蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族以及整联蛋白家族。
钙黏蛋白对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。
选择素主要参与白细胞与血管内皮细胞之间的识别与黏着，帮助白细胞从血液进入炎症部位。
免疫球蛋白超家族分子大多介导淋巴细胞和免疫应答所需要的细胞之间的黏着。
整联蛋白主要介导细胞与胞外基质间的黏着，参与信号传递，调节细胞增殖、生长、生存、凋亡等重要生命活动。
胞外基质的基本成分是由胶原蛋白与弹性蛋白组成的蛋白纤维和由糖胺聚糖与蛋白聚糖形成的水合胶体构成的复杂的结构体系。
胞外基质不仅赋予组织以抗压和抗张力的机械性能，而且还与细胞的增殖、分化和凋亡等重要生命活动有关。
细胞壁是植物细胞的胞外基质，主要成分是纤维素、半纤维素、果胶质和伸展蛋白等。
细胞壁不仅起支持与保护作用，而且其中的某些寡糖具有信号分子的作用。
第17章 细胞的社会联系
• 黏着斑介导的锚定依赖性生长：“由外向内”
• 其典型信号转导通路 依赖细胞内酪氨酸激 酶—黏着斑激酶 (FAK)
• 调节细胞增殖、生长、
生存、凋亡等重要生
命活动
第三节 细胞外基质
• 多细胞生物除细胞外，还包括由细胞分泌 的蛋白质和多糖所构成的细胞外基质 • 细胞外基质在结缔组织中含量最为丰富
• 结缔组织 (Connective Tissue )：
• 与大多数分泌体中进行
修饰，最后在细胞外组
装成胶原纤维
• ER合成前体肽链，装配成前胶原 (procollagen)
前体 链两端无Gly-X-Y重复序列
• 前胶原在胞外被前胶原肽酶切除N-及C-末端
前肽, 形成胶原分子
• 胶原分子1/4聚合装配成胶原原纤维(collagen
• 发育过程中，细胞间的识别、黏着、分离以
及迁移对胚胎发育及形态建成具有重要作用
• 细胞识别与黏着使具有相同表面特性的细胞
聚集在一起形成组织和器官
钙黏蛋白结构与功能
• 其胞外最后一个重复结构域在Ca2+ 结合后 彼此“嵌合”在一起，从而实现Ca2+ 依赖性 细胞黏着
• 细胞识别与黏着的分子基础是细胞表面的 细胞黏着分子(cell adhesion molecule)
渗漏而产生严重的皮肤水疱病
天疱疮小鼠模型
半桥粒(hemidesmosome)： • 细胞与胞外基质间的连接 • 中间丝----整联蛋白----层粘连蛋白
通过半桥粒，上 细胞可以黏着在
基膜上
与肌动蛋白纤维相连的锚定连接： 黏着带与黏着斑
• 黏着带(adhesion belt) 推测在动物胚胎 发育形态建成过程中 促使上皮细胞层弯曲
细胞生物学：第17章 细胞的社会联系
直接通过间隙连接，反应快速 信号需要转换，出现延迟现象
黏合带
细胞内的多种连接方式
紧密连接
间隙连接
桥粒
紧密连接 黏合带 桥粒 间隙连接 半桥粒
第二节 细胞黏着及其分子基础
细胞黏着：在细胞识别的基础上, 同类细胞发生聚 集形成细胞团或组织的过程。在器官形成过程中, 通过细胞识别与黏着使具有相同表面特性的细胞聚 集在一起形成器官。
3.免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily, IgSF) :
•分子结构中具有与 免疫球蛋白类似的结 构域的细胞粘着因子 （ CAM）超家族 •有的为同亲型，有 的为异亲型，但黏着 都不依赖Ca2+
4.整联蛋白 :
•属于异亲型结合的细胞黏着分子， 介导细胞与细胞间、细胞与细胞 外基质的黏着。
紧密连接的两大功能：
1. 封闭作用：阻止可溶 性物质从细胞间扩散， 形成渗透的屏障； 2. 隔离作用：限制膜蛋 白与膜脂分子的侧向扩 散，维持上皮细胞的极 性，保证膜的不同区域 行驶不同功能；
Tight Junction
小肠上皮细胞紧密连接电镜照片
二、锚定连接
或斑块连接，通过细胞骨架系统将相邻两细胞或细胞与 细胞外基质连接在一起，增强细胞机械承受能力。在动 物各组织中广泛存在，特别是在需要承受机械力的组织
(一) 间隙连接 几乎所有动物组织细胞间的通讯方式
•基本结构单位：连接子 (connexons) ；
•每个连接子由6个连接蛋白组 成的跨膜蛋白呈环状排列; 连 接子中心形成一个直径约 1.5nm的孔道,可允许小分子物 质直接通过；
•相邻细胞膜上的两连接子对接形成一 个连接单位；
•间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙 为2～3nm，故也称缝隙连接
细胞的社会联系：细胞连接、细胞黏着和细胞外基质
精选ppt课件
2
1.封闭连接
将相邻上皮细胞的质膜紧紧地连接在 一起，阻止溶液中的小分子沿细胞间隙从 细胞一侧渗透到另一侧。紧密连接是这种 连接的典型代表。(主要形式：紧密连接 ）
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3
紧密连接
紧密连接
定位于上皮细胞之间。
焊接线使相邻细胞的细胞膜连接在一起。
主要功能 • 封闭体腔； • 限制膜成分的扩散； • 维持上皮细胞的极性。
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8
• 黏合带与黏合斑
➢ 黏合带：位于上皮细胞紧密连接的下方，相邻细 胞形成一个连续的带状结构。黏合带处相邻细胞 质膜间间隙30nm，其间由Ca2+ 依赖的跨膜粘连 蛋白形成胞间横桥相连接。细胞内的锚蛋白有连 环蛋白、扭蛋白及α—辅肌动蛋白等。与黏合带相 连的骨架纤维是微丝（肌动蛋白丝），
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22
•
细胞与细胞间的黏着或细胞外基质间的黏着
都是由位于细胞表面的特定的黏着分子所介导的。
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5
结构类型
• 1. 与中间丝相连的锚定连接：主要包括细 胞与细胞间的桥粒和细胞与胞外基质间的 半桥粒。
• 2. 与肌动蛋白丝相连的锚定连接：主要包 括细胞与细胞间的黏合带及细胞与胞外基 质间的黏合斑。
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6
• 桥粒和半桥粒
➢ 桥粒：桥粒最明显的形态特征是细胞内锚蛋
白形成的独特的盘状致密斑，一侧与细胞
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12
• (2).功能: 间隙连接可容许分子质量小于 1000的分子通过，这表明小分子可以通过 间隙连接从一个细胞进入另一个细胞
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13
➢1).间隙连接在代谢耦联中的作用:
《细胞的社会联系》课件
细胞间物质交换
物质交换的方式
细胞间物质交换的方式包括细胞 间通道、胞吞胞吐、直接接触等
。
物质交换的意义
细胞间物质交换对于维持细胞的 正常生理功能具有重要意义，可 以调节细胞的代谢、生长和分化
等过程。
物质交换的调控
细胞间物质交换受到多种因素的 调控，包括信号分子、受体、通 道蛋白等，这些因素共同作用，
细胞的分类与功能
总结词
多样性与专一性
详细描述
细胞有多种分类方式，如根据来源可分为干细胞、胚胎细胞和成体细胞等；根 据功能可分为生殖细胞、血细胞和神经细胞等。不同类型的细胞具有不同的功 能，共同协作完成生物体的各项生理活动。
细胞的结构与组成
总结词统一ຫໍສະໝຸດ 与复杂性详细描述细胞的结构包括细胞膜、细胞质和细胞核等部分，其中细胞质又包括细胞器、细胞骨架和细胞溶胶等。这些结构 与组成相互协作，共同维持细胞的正常生理功能。
02
CATALOGUE
细胞间的联系
细胞通讯
信号分子
细胞通过释放和接收信号分子来 进行通讯，这些信号分子可以调 节细胞的生长、分化、代谢等过
程。
受体
细胞表面存在受体，可以识别和结 合信号分子，将信号传递到细胞内 部，影响细胞的功能。
通讯方式
细胞通讯的方式包括内分泌、旁分 泌、自分泌和胞间通讯等，每种方 式都有其特定的信号分子和受体。
微生物细胞的社会联系
总结词
微生物细胞通过群体感应等机制，形成了一种独特的细胞社会联系。
详细描述
微生物细胞通过释放特定的信号分子来感知周围环境，协调群体行为。例如，细菌通过群 体感应机制感知其他细菌的存在，协同形成生物膜等群体结构，以应对不利环境条件。
第十七章 细胞社会的联系
代谢偶联现象在体外培养细胞中的证实 代谢偶联作用在协调细胞群体的生物学功能方面起重要作用.
间隙连接在胚胎早期发育中的作用
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。
肿瘤细胞之间间隙的连接明显减少或消失，间隙联接类似“肿 瘤抑制因子”。
封闭连接（occluding junctions）
锚定连接（anchoring junctions）
通讯连接（communicating junctions）
一、封闭连接（occluding junctions）
封闭连接将相邻的质膜紧密连接在一起阻止溶液中的分子沿细 胞间隙渗入体内。分为紧密连接和间壁连接。 （一）紧密连接（tight junction）
二、锚定连接（anchoring junctions）
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个 坚挺、有序的细胞群体。
类型
中间纤维有关的：桥粒（desmosome） 半桥粒（hemidesmosome）
肌动蛋白有关的：粘着带（adhesion belt） 粘着斑（focal adhesion）
通透性受胞质Ga 2+浓度和pH调节，pH降低 和Ga 2+浓度升高，通透性降低；
受胞外化学信号的调节，有助于细胞间的代 谢偶联。
胞间连丝
胞间连丝的功能 实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运； 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。
软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝 胶样特性和抗变形能力；
蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多 种生长因子结合，完成信号的传导。
间隙连接在胚胎早期发育中的作用
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。
肿瘤细胞之间间隙的连接明显减少或消失，间隙联接类似“肿 瘤抑制因子”。
封闭连接（occluding junctions）
锚定连接（anchoring junctions）
通讯连接（communicating junctions）
一、封闭连接（occluding junctions）
封闭连接将相邻的质膜紧密连接在一起阻止溶液中的分子沿细 胞间隙渗入体内。分为紧密连接和间壁连接。 （一）紧密连接（tight junction）
二、锚定连接（anchoring junctions）
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个 坚挺、有序的细胞群体。
类型
中间纤维有关的：桥粒（desmosome） 半桥粒（hemidesmosome）
肌动蛋白有关的：粘着带（adhesion belt） 粘着斑（focal adhesion）
通透性受胞质Ga 2+浓度和pH调节，pH降低 和Ga 2+浓度升高，通透性降低；
受胞外化学信号的调节，有助于细胞间的代 谢偶联。
胞间连丝
胞间连丝的功能 实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运； 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。
软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝 胶样特性和抗变形能力；
蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多 种生长因子结合，完成信号的传导。
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整联蛋白介导的信号传递
整联蛋白参与的信号传递方向有“由内向外” 及“由外向内” 两种形式 涉及细胞内外配体活化细胞表面整联蛋白
整联蛋白介导的信号传递
血液凝固过程：“由内向外”传递信号
血小板结合于受损血管或被 其他可溶性信号分子作用后 引起细胞内信号的传递，活 化整联蛋白构象发生改变而 被激活。活化的整联蛋白与 血液凝固蛋白——纤维蛋白 原结合后导致血小板彼此粘 连在一起形成血凝块
29
30
Various Cell Junctional Complexes
31
Various Cell Junctional Complexes
32
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
52
整联蛋白参与的细胞连接
黏着斑
整联蛋白通过与胞内骨架 蛋白的相互作用介导细胞 与胞外基质的黏着
这一黏着通过自身结构域 与纤连蛋白、层粘连蛋白 等含有RGD三肽的胞外 基质成分结合
半桥粒
整联蛋白与医学
血小板的凝聚需要血小板特异的整联蛋白αⅡb β3与含RGD 序列的可溶性血液蛋白（纤维蛋白原）相互作用 利用整联蛋白胞外区具有通过自身结构域识别含有RGD三 肽序列配体的特性，开辟以配体-受体相互作用为基础的 疾病治疗的新手段
对小分子物质的通透能力具有底物选择性 通透性受细胞质Ca2+ 浓度和pH调节
（二）胞间连丝(plasmodesma)
植物细胞间通讯连接方式 在植物细胞物质运输和信 号传递中起着重要作用 胞间连丝介导的细胞间物 质运输也是有选择性的， 并且是可以调节的
胞质环 胞间连丝 连丝微管
28
三、化学突触 synapse
第十七章 细胞的社会联系
1
本章主要内容
细胞连接 细胞黏着及其分子基础 细胞外基质
细胞的社会联系
多细胞生物体内没有细胞是“孤立”的 通过细胞通讯、黏着、连接以及细胞与胞外基质的相互作用 构成复杂的细胞社会 决定细胞的行为和命运，包括结构与功能分化、位置以及生 死抉择，维持机体的稳态平衡
分布
上皮细胞间的半桥粒
普遍存在于脊椎动物细胞表面，异亲型结合、Ca2+ 或 Mg2+依赖性的细胞黏着分子，主要介导细胞与胞外基质间 的黏着
整联蛋白分子结构
由α、β 两个亚基形成 跨膜异二聚体
Integrins
β subunit binds RGD精氨酸，甘 氨酸，天冬氨酸domain on fibronectin纤连蛋白 subunit binds calcium Ca2+ necessary for substrate binding
韧性
蛋白聚糖：由蛋白质和多糖共价形成，高度亲水，赋予
胞外基质抗压能力
粘连糖蛋白：纤连蛋白和层粘连蛋白，有助于细胞粘连
到胞外基质上
一. 胶原 (collagen)
（一）结构与类型
• 是胞外基质最基本成分，也是动 物体内含量最丰富的蛋白质 • 基本结构单位是原胶原，由3条α 链多肽盘绕成3 股螺旋结构 • α链的一级结构具有Gly-X-Y三肽 重复序列,其中 X 常为脯氨酸 （Pro），Y 常为羟脯氨酸 （Hypro）或羟赖氨 酸（Hylys）
36
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
同亲性结合 异亲性结合
一、钙黏蛋白(cadherin)
同亲型结合、Ca2+ 依赖的细胞黏 着糖蛋白 典型钙黏蛋白胞外部分形成5 个 重复结构域 铰链区是Ca2+ 结合位点
钙黏蛋白家族部分成员
名称 E-钙黏蛋白
主要分布 上皮细胞 神经、心脏、 骨骼肌及成纤 维细胞 胎盘、表皮
患者自身抗体结合桥粒跨膜黏附性蛋白质，破坏桥粒结构， 导致上皮细胞间锚定连接丧失，体液渗漏而产生严重的皮 肤水疱病
（一）与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半 桥粒
半桥粒 (hemidesmosome)：
细胞与胞外基质间的 连接
中间丝—整联蛋白— 层粘连蛋白 上皮细胞通过半桥粒黏着在基膜上
半桥粒（hemidesmosome）
14
（二）与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与 黏着斑
黏着带(adhesion belt)
•
推测在动物胚胎发育 形态建成过程中促使 上皮细胞层弯曲形成 神经管等结构
•
微丝—钙黏蛋白
Adhesion Belt
16
（二）与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与 黏着斑
黏着斑(focal adhesion)
（一）间隙连接(gap junction)
功能：
（2）在神经冲动信息传递中的作用：电突触
与化学突触传递信号不同，电突触的间隙连接有利于细胞间的快速通讯
（一）间隙连接(gap junction)
（3）在胚胎早期 发育中的作用： 间隙连接存在于 发育与分化的特 定阶段的细胞之 间
间隙连接通透性的调节
大多介导淋巴细胞和免 疫应答所需要的细胞之 间的黏着
三. 免疫球蛋白超家族 (IgSF)
四. 整联蛋白 (integrin)
整联蛋白 α5β1 α6β1 α7β1 αL β2 α2β3 α6β4
主要配体 纤连蛋白 层粘连蛋白 层粘连蛋白 IgSF 纤维蛋白原 层粘连蛋白 广泛 广泛 肌细胞 白细胞 血小板
参与细胞连 接类型 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
N-钙黏蛋白
黏着连接、 因心脏缺陷而死于胚胎时期 化学突触 黏着连接 黏着连接 异常乳腺发育 血管异常发育（因为内皮细胞凋亡）
P-钙黏蛋白
VE-钙黏蛋白 内皮细胞
钙黏蛋白参与的细胞连接
钙黏蛋白的结构与功能
胞外最后一个重复结构域在Ca2+ 结合后彼此“嵌合”在一起， 从而实现Ca2+ 依赖性细胞黏着 低浓度（<0.05 mmol/L） Ca2+ 导致钙黏蛋白胞外部分的刚 性丧失 阳离子螯合剂EDTA 能破坏Ca2+ 或Mg2+ 依赖性的细胞黏着
34
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
细胞识别与黏着的分子基础是细胞表面的细胞黏着分子 细胞黏着分子分为 4 大类：钙黏蛋白、选择素、整联蛋白 及免疫球蛋白超家族
多数CAM依赖二价阳离子，如Ca2＋，Mg2＋。作用机制有 三种模式：
1) 同亲性结合； 2) 异亲性结合； 3) 衔接分子依赖性结合；
细胞与胞外基质之间 的连接方式
微丝—整联蛋白 维持细胞运动张力以 及影响细胞生长信号 传递
按参与的细胞骨架分
桥粒 中间丝 半桥粒 锚定连接 黏着带 微丝 黏着斑
细胞-细胞外基质 整联蛋白 按连接对象分 细胞-细胞 钙黏蛋白
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18
三、通讯连接
间隙连接(gap-junction)：分布广泛，几乎所有
Gap junction
21
AFM image of connexon
A. Open state in Ca2+ free buffer; B. Close
22
（一）间隙连接(gap junction)
功能：
（1）代谢偶联： ﹤1KD
TK+
间 隙 连 接
放射自显影信号 放射性标记胸苷 TK-
（一）与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半 桥粒
桥粒(desmosome)：相 邻细胞内的中间丝通过桥 粒相互作用，将相邻细胞 连成一体，增强了细胞抵 抗外界压力与张力的机械 强度
中间丝—钙黏蛋白
Desmosomes in spinous layer of human skin
11
自身免疫缺陷病——天疱疮
上皮细胞转型为间质细胞或间质细胞转型为上皮细胞是一个受控的可逆 过程，称之上皮－间质转型
表达E-钙黏蛋白后，分散的间质细胞会聚集在一起形成上皮组织；不表 达E-钙 黏蛋白的上皮细胞则从上皮组织迁移出来 形成游离的间质细胞
上皮－间质转型是细胞转分化的一种方式
Kalluri R & Weinberg RA, 2009
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
33
第二节 细胞黏着及其分子基础 Cell Adhesion Molecule，CAM
细胞连接需要细胞识别与黏着，然后在细胞骨架和跨膜蛋 白参与下形成细胞连接
同种类型细胞间的彼此黏着是许多组织结构的基本特征
将两栖动物早期胚胎的外胚层和中胚层细胞解离为单细胞并混合在一起，起初细胞形 成一个混合的聚合体，然后从其他类型细胞中分选出 来。外胚层细胞移动到聚合体 的外表面，中胚层细胞移动到聚合体的内部，这些正是它们在胚胎中所占据的位置
选择素的种类
L-选择素存在于各 种白细胞的表面， 参与炎症部位白细 胞从内皮细胞间隙 进入组织的过程 E-选择素存在于活 化的血管内皮细胞 表面 P-选择素位于血小 板和内皮细胞上
选择素及整联蛋白介导的细胞黏着，帮助白细胞从 血液进入组织
三. 免疫球蛋白超家族 (IgSF)
分子结构中具有与免疫 球蛋白类似结构域的细 胞黏着分子超家族（不 依赖于Ca2+）