细胞生物学：15 细胞连接与细胞粘附因子
细胞生物学 第十三、十四章细胞连接、粘附及ECM
支持功能
细胞 膜
细胞间隙
封闭 链
电镜下的紧密连接
封闭连接限制膜脂和膜蛋白的侧向扩散
★ 二、锚定连接 （ anchoring junction）
是由一个细胞骨架系统成分与相邻细胞的骨架成分或细 胞外基质相连接而成。分布广泛，尤其在上皮，心肌和 子宫颈等组织中含量丰富。
一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，介导细胞之间 或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。
粘附分子的基本结构：
• 胞外区：较长，N端有糖链，与配体识别 • 穿膜区：一次穿膜的α螺旋 • 胞质区：较短，可与骨架成分或胞内信号转导蛋白结合
根据分子结构特点及作用方式，粘附分子可分为四大类：
3.非胚胎发育中最早
的细胞外基质成分
上皮细胞
基底膜
胶原纤维
巨噬细胞
成纤维细胞 蛋白多糖
弹性纤维 肥大细胞
第二节 基膜与整联蛋白（自学）
基膜，又称基板，是细胞外基质特化而成的一种网膜结 构，厚度约40-120nm。在肌肉、脂肪等组织，基膜包绕 在细胞的周围，在肺泡、肾小球等部位，基膜介于两层细 胞之间，在各种上皮及内皮组织，基膜是细胞的支撑垫。
第十三章 细胞连接与细胞粘附
第一节 细胞间连接
定义：
是细胞间或细胞与细胞外基质间的连接结构，其 作用在于加强细胞间的机械联系，对于维持组织 结构的完整性，协调细胞功能有重要意义。
类型：
功 封闭连接（occluding junction） 能 锚定连接(anchoring junction) 分 类 通讯连接(communicating junction)
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
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。
医学细胞生物学课程第五章细胞连接、细胞黏着以及细胞外基质
一、胶原(collagen)
是ECM中最主要的水不溶性纤维蛋白，是体内最丰富 的蛋白质，构成了细胞外基质的结构框架。
类型
➢ Ⅰ～Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构；但并非所有 胶原都形成纤维；
➢ Ⅰ型胶原纤维束, 主要分布于皮肤、肌腱、韧带及骨中,具有 很强的抗张强度;
➢ Ⅱ型胶原主要存在于软骨中; ➢ Ⅲ型形成微细的原纤维网,广泛分布于伸展性的组织,如疏松
细胞膜 细胞质
医学细胞生物学 5
细胞外基质的生理功能
➢将不同的细胞连接在一起，以形成组织、器官的 物质基础就是体内无处不在的ECM。
➢ ECM不仅将为组织的构建提供支撑框架，还对接 触细胞的存活、分化、迁移、增殖，形态及其他功 能调控。
➢ ECM结构和功能改变将导致病理改变：器官组织 纤维化；衰老；肿瘤恶变、转移和侵润;某些遗传 性疾病是由于基因突变导致ECM结构和功能改变所 致。
这一大类非胶原糖蛋白已发现数十种，如纤 连蛋白(fibronectin, FN)和层粘连蛋白 (laminin, LN)，它们都是多功能大分子，具有 分别与细胞及细胞外其他成分结合的多个结构域， 是 ECM 成分的组织者。
医学细胞生物学 21
1、纤连蛋白（fibronectin，FN）
➢由两个相似亚单位形成二聚 体， 二条肽链C端通过二硫键
医学细胞生物学 9
二、弹性蛋白(elastin)
是ECM中非糖基化的纤 维状蛋白，主要存在于韧带 和脉管壁，富含脯、甘，不 含Gly-X-Y重复顺序。
（1）呈无规则的卷曲状态。 （2）肽链之间通过Lys的残基
相互交联形成网络。
一种短肽为富丙氨酸及赖氨酸残基的α螺旋
医学细胞生物学 10
细胞生物学第十五章细胞连接
（二）粘合带与粘合斑
粘合带（adhesion belt）呈带状环绕细胞，一般位于 上皮细胞顶侧面的紧密连接下方。在粘合带处相邻细胞 的间隙约15～20nm。
间隙中的粘合分子为E-钙粘素。在质膜的内侧有几种附 着蛋白与钙粘素结合在一起，这些附着蛋白包括：α-， β-，γ-连锁蛋白、粘着斑蛋白、α-辅肌动蛋白和片 珠蛋白。
（一）桥粒与半桥粒
桥粒存在于承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食 管等处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。相邻细胞 间形成纽扣状结构，细胞膜之间的间隙约30nm，质膜 下方有细胞质附着蛋白质，如片珠蛋白、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。
每个连接子由6个connexin分子组成。 连接子中心形成一个直径约1.5nm的孔道。 连接单位由两个连接子对接构成。
间隙连 接电镜
照片
间隙连接模型
连接子电 镜照片
2、成分 已分离20余种构成连接子的蛋白,属同一蛋白家族,
其分子量26—60KD不等； 连接子蛋白具有4个α-螺旋的跨膜区，是该蛋白家
紧密连接的焊接线由跨膜细胞粘附分子构成，主要 的跨膜蛋白为claudin和occludin，另外还有膜的外 周蛋白ZO。
紧密连接作用：一是防止可溶性物质从上皮细胞层 一侧通过胞外间隙扩散到另一侧，形成渗透屏障， 起着封闭作用；消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血 管内皮以及睾丸支持细胞之间都存在紧密连接。后 二者分别构成了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。
三、通讯连接 间隙连接：分布广泛，几乎所有的动物 组织中都 存在间隙连接。 化学突触：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。 胞间连丝：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。
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）
cell Biology
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.
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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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Hemidesmosomes
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Hemidesmosomes
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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。
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。
南开大学细胞生物学课件15第15章 细胞连接 6-22 puyue
选择素的三个结构域，通过凝集素结构 强地结合在一起，并从
域而识别细胞外表的糖蛋白及糖脂分子 相邻的内皮细胞进入组
上的糖配体。
织。
（三）免疫球蛋白超家族
某些成员属于CAM。作用不依赖Ca2+ 。 有的介导同亲性粘合，如各种神经粘附分子； 有的介导异亲性粘合，如细胞间粘附分子及 脉管细胞黏附分子，它们的配体分子为整合 素。
‘’
皮肤、肌肉、结缔组织，
常与I型胶原共分布
Ⅳ [a1(IV)]2[a2(IV)] 390nm 网状 C端球型 不形成纤维束 基膜
V [a1(V)]2[a2(V)] 390nm 细纤维 N端球状 大多间隙组织与I型胶原
[a3(V)]3
共分布
VI [a1(VI)][a2(VI)][a3(VI)]150nm 微纤维 N,C端球状， 大多间隙组织与I型
胶原的组装
细胞内发生的事件
通过分子内 交联
分泌到细胞外发生的事件 分子间交联
三链 装配
前胶原 肽酶
装配
装配
前体肽链 三股螺旋前胶原 胶原
胶原原纤维
胶原纤维
分子内交联
分子间交联
由前体肽转配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由 胶原装配成胶原原纤维那么是通过分子间交联。分子内交联是 指前胶原的三条链之间的赖氨酸残基的交联，分子间的交联是 指不同前胶原间的赖氨酸交联。分子间的交联使得在胶原的尾 部有一个小的间隙别离。平行排列的分子通过前胶原分子N端 与相邻原胶原分子C端的赖氨酸或羟赖氨酸间形成共价键加以 稳定。
M-钙粘素 R-粘素 Ksp-钙粘素 OB-钙粘素 VB-钙粘素 桥粒芯蛋白 桥粒芯胶黏蛋 白
哺乳动物细胞外表的主要钙粘素分子
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 肾 成骨细胞 脉管内皮细胞 桥粒 桥粒
细胞生物学[第十五章 细胞社会的联系：细胞连接、细胞黏着和.
第十五章细胞社会的联系:细胞连接、细胞黏着和细胞外基质一、细胞连接细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系, 协同作用的重要组织方式。
共分三类:(1封闭连接 (occluding junctions :紧密连接 (tight junction 是典型的代表。
它将相邻细胞的质膜密切连接在一起阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。
(2锚定连接 (anchoring junctions :通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。
分为两类:①与中间纤维相关的锚定连接, 包括桥粒(desmosome、半桥粒 (hemidesmosome;②与肌动蛋白纤维相关的锚定连接, 包括黏合带 (adhesion belt、黏合斑 (focal adhesion。
(3通讯连接 (communicating junctions :主要包括间隙连接 (gap junction 、神经细胞间的化学突触 (chemical synapse和植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata。
(一封闭连接紧密连接是封闭连接的主要形式, 一般存在于上皮细胞之间, 在光镜下小肠上皮细胞之间的闭锁堤区域便是紧密连接存在的部位。
功能:阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧扩散到另一侧, 因此起重要的封闭作用, 同时还将上皮细胞的游离端与基底细胞膜上的膜蛋白相互隔离。
还具有隔离与支持功能。
焊接线:也称为嵴线,一般认为它由成串排列的特殊跨膜蛋白组成,相邻细胞的嵴线相互交联封闭了细胞之问的空隙。
目前已从嵴线中分离出两类蛋白: (1封闭蛋白 (occludin,为一个相对分子量为 60×103的 4次跨膜蛋白。
(2另一类也称 claudin , 也是跨膜 4次的蛋白家族 (现已发现有 15种以上。
(二锚定连接锚定连接在机体内分布很广, 在上皮组织、心肌和子宫颈等组织中量尤为丰富。
功能:通过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。
分子细胞生物学细胞粘附分子及细胞连结ppt课件
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
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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。
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
医学细胞生物学2_细胞连接与细胞粘连
• 蛋白聚糖类整合膜蛋白：是细胞质膜的整合成分， 其核心蛋白为嵌入质膜双分子层的跨膜糖蛋白， 胞外结构域连接的氨基聚糖链参与同细胞外基质 的粘连，并参与完成细胞内外信息传递。
在多细胞的生命有机体中， 不同类型的细胞必须组成 不同的组织，如脊椎动物 中的肌肉组织、上皮组织、 神经组织、结缔组织等。
紧密连接的主要作用是封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿细 胞间隙渗入体内，从而保证了机体内环境的相对稳定；消化道上皮、膀 胱上皮、脑毛细血管内皮以及睾丸支持细胞之间都存在紧密连接。
细胞骨架参与构成锚定连接
• 通过骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质 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锚定连接 (桥粒连接)和与肌动蛋白纤维相关的锚定连接 (粘合连接)。前者包括桥粒和半桥粒；后者主 要有粘合带和粘合斑。
通讯连接
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。
间隙连接
• 在间隙连接的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，由6个 相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕而成，直径 8nm，中心形成一个直径约1.5nm的孔道。
• 通过向细胞内注射分子量不同的染料，证明间隙 连接的通道可以允许分子量小于1.5KD的分子通 过。这表明细胞内的小分子，如无机盐离子、糖、
细胞中主要的粘着因子
• 钙粘素：是一类依赖Ca2＋的细胞粘连糖蛋白， 对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化 及成体组织器官构成具有重要作用。
• 选择素：依赖Ca2＋的，能与特异糖基识别并 结合的糖蛋白，主要参与白细胞与脉管内皮 细胞或血小板间的识别与粘着。
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。
细胞生物学：15 细胞连接与细胞粘附因子
N-乙酰葡萄糖
葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸， 0.2~3.0 肺、动脉、细胞表面
N-乙酰葡萄糖
葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸， 2.0~3.0 肺、肝、皮肤、肥大细胞
过，但通透性是可调节的。
功能： 1、影响细胞分化 2、协调细胞代谢 3、电兴奋传导：神 经末梢间的间隙连接 称为电紧张突触 （electrotonic synapses）。
Gap junction
（二）胞间连丝 plasmodesmata
• 由穿过植物细胞壁的原生质构成，直径约20~40nm。中 央有SER形成的连丝小管。
Tight Junctions
Seal off body cavities Restrict diffusion of membrane components
Tight Junction
（二）间壁连接
• 是存在于无脊椎动物上 皮细胞的紧密连接。
• 连接蛋白呈梯子状排列， 形状非常规则。
• 在果蝇中一种叫做discs-large的 蛋白参与形成间壁连接，突变品种 不仅不能形成间壁连接，还产生瘤 突。
二、锚定连接
• （一）粘合带与粘合斑 • 粘合带（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。 – 质膜内侧有多种附着蛋白形成的致密斑。连接的细胞骨架成分为
actin。
• 粘合斑（adhesion plaque）：位于细胞与细胞外基质间， 粘附分子为integrin、胞内骨架成分也是actin。
• 由突触前膜、突触后膜、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。
Various Cell Junctional Complexes
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desmoglein 桥粒
desmocollin 桥粒
二、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
Desmosome
some
Hemidesmosome
三、通讯连接
• （一）间隙连接 gap junction • 存在于大多数动物组织。连接处有2~4nm的缝隙。 • 基本单位称连接子（connexon），由6个相同或相似的跨
膜蛋白亚单位环绕而成。 • 注射染料证明间隙连接可允许分子量小于1.5KD的分子通
• 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＋。 • 细胞粘附分子的作用机制有三种模式： 1. 亲同性粘附； 2. 亲异性粘附； 3. 通过胞外连接分子相互识别与结合。
过，但通透性是可调节的。
功能： 1、影响细胞分化 2、协调细胞代谢 3、电兴奋传导：神 经末梢间的间隙连接 称为电紧张突触 （electrotonic synapses）。
Gap junction
（二）胞间连丝 plasmodesmata
• 由穿过植物细胞壁的原生质构成，直径约20~40nm。中 央有SER形成的连丝小管。
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）。
一、封闭连接
二、锚定连接
• （一）粘合带与粘合斑 • 粘合带（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。 – 质膜内侧有多种附着蛋白形成的致密斑。连接的细胞骨架成分为
actin。
• 粘合斑（adhesion plaque）：位于细胞与细胞外基质间， 粘附分子为integrin、胞内骨架成分也是actin。
粘合带
Adhesion Belt
（二）桥粒与半桥粒
• 桥粒（desmosome）是相邻细胞间形成的纽扣状结构。
– 通过质膜下的致密斑连接中间纤维。 – 桥粒中间为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。 – 分布：承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管、心肌中。
• 半桥粒（hemidesmosome）：位于上皮细胞基面与基膜 之间，连接蛋白为整合素。连接的细胞内骨架成分为角蛋 白。
细胞的出脉管过程。
Leukocytes Endothelial Platelets
SELECTINS
三、免疫球蛋白超家族 Ig-superfamily
• Ig-SF包括分子结构中含有免疫球蛋白（Ig）样结构域的 所有分子，免疫球蛋白样结构域指借二硫键维系的两组反 向平行的β折叠结构。
• 一般不依赖于Ca2＋，包括亲同性或亲异性CAM • N-CAM存在于神经细胞。 • P-CAM存在于血小板及大多数免疫细胞。 • I-CAM及V-CAM在活化的血管内皮细胞表达。
P-cadherin 胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠
N-cadherin 胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统（脑、神经节）、心、肺
M-cadherin 成肌细胞、骨骼肌细胞
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
一、钙粘素cadherin
亲同性CAM，依赖Ca2＋；胞外部分形成5个结构域，均含Ca2＋ 结合部位。
作用： 1.介导细胞连接：如E-钙粘素。 2.参与细胞分化：决定胚胎细胞间的粘附，影响细胞分化。 3.抑制细胞迁移。
Cadherin
哺乳动物细胞表面的主要钙粘素分子
名称
主要分布组织
E-cadherin 着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中）
Tight Junctions
Seal off body cavities Restrict diffusion of membrane components
Tight Junction
（二）间壁连接
• 是存在于无脊椎动物上 皮细胞的紧密连接。
• 连接蛋白呈梯子状排列， 形状非常规则。
• 在果蝇中一种叫做discs-large的 蛋白参与形成间壁连接，突变品种 不仅不能形成间壁连接，还产生瘤 突。
• 由突触前膜、突触后膜、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。
Various Cell Junctional Complexes
各类连接的比较
第二节 细胞粘附分子 Cell Adhesion Molecule，CAM
（一）紧密连接
• 存在于脊椎动物的上皮细胞间。也叫zonula occluden • 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。 • 相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。 • 主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿
细胞间隙渗入体内，构成脑血屏障和睾血屏障。
Tight Junction in Epithelia of Rabbit
• 功能上与动物细胞间的间隙连接类似。允许分子量小于 800Da的分子通过，在相邻细胞间起通讯作用。
• 通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，使胞 间连丝的有效孔径扩大。
Plasmodesmata
（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。