第17章 细胞的社会联系

动物细胞中主要几种类型的细胞连接
1.封闭连接
紧密连接
结构：
相邻细胞膜由跨膜连接 蛋白形成断续性融合，中间没 有间隙，膜胞质面有蛋白颗粒 凸出的索条，称为嵴线，一般 认为由成串排列的特殊跨膜蛋 白组成，膜外侧面是与蛋白颗 粒互补的沟。 闭合蛋白（occluding）和密 封蛋及其他蛋白参与形成。 Ca2+是形成紧密连接所必需的。 体外实验证明Ca2+浓度低时， 紧密连接消失。

胞质溶胶:细胞膜下内表面有一层厚约0.1-0.2m
粘滞透明的溶胶状物质，其中分布着丰富的微管和 微丝，微丝直接或间接与膜蛋白相连，微管衬托在 微丝下面，具有抗张强度，维持细胞的形态和运动。
功能

越膜控制：当细胞表面糖蛋白与外来分子结合时， 引起膜下微管和微丝的运动，使膜上糖蛋白的分布 发生变化，由分散变为聚集状态，如：成斑、成帽 现象。
（细胞-基质）
桥粒
结构: 光镜下粗看似铆钉， 位于粘着带下方，相邻细 胞间有30-50nm间隙， 间隙中跨膜糖蛋白的细胞 外部分相互重叠并牢固结 合而成，属于钙粘蛋白， 相互结合需要Ca2+。 跨膜糖蛋白的胞质部分与 质膜下的胞质斑结合。中 等纤维锚定在胞质斑并反 折成绊，横贯细胞形成网 角蛋白纤维或 结蛋白纤维 状结构。
选择素


选择素是一类异亲型结合 、钙离子依赖性的细胞黏 着分子，能与特异性糖基 识别并结合。包括表达于 白细胞表面的L-选择素、 位于血小板和内皮细胞的 P-选择素以及内皮细胞上 的E-选择素。 选择素胞外具有识别其它 细胞表面特异性寡糖链的 凝集素（lectin）结构域。
免疫球蛋白超家族


细胞壁是不连续的结构

不同组织胞间连丝的数目不
同，分泌旺盛的细胞胞间连
丝数量比分泌不旺盛的多，
成熟细胞的胞间连丝不再增 加。

在某些细胞中胞间连丝会部
分或全部被堵塞。
几种细胞连接比较
封闭连接 紧密连接 粘着带 粘着连接 连接肌动蛋白 粘着斑 锚定连接 桥粒 桥粒连接 连接中间纤维 半桥粒 间隙连接
热点之一。(抑制细胞迁移）

典型的钙黏蛋白胞外部分形成5个重复结构域，非 典型的最多有30个重复结构域。 每个重复结构域类似一个刚性结构，之间具有一个 韧性的铰链区域，是钙离子结合位点。
整联蛋白


普遍存在于脊椎动物细胞 表面，属于异亲型结合、 钙离子依赖性的细胞黏着 分子，主要介导细胞与细 胞外基质间的粘附。（粘 着斑、半桥粒） 整联蛋白由a、b两亚基形 成跨膜异二聚体。 参与信号传递

钙粘蛋白

钙粘蛋白(cadherin)是同亲型结合、钙依赖性跨膜
糖蛋白。（粘着带、桥粒） 主要分为分布于 上皮组织中的E-cadherin (epithelia cadherin) 神经和肌肉组织中的N-cadherin

胎盘及表皮组织中的P-cadherin

E-chaherin是近年来肿瘤细胞侵袭和转移研究的
鞭 毛
变异纤毛
嗅神经元 细胞
17.4 细胞外基质（extracellular matrix,
ECM)

细胞外基质是由细胞合成并分泌到细胞外蛋白和 多糖分子构成的网络结构。包括结构蛋白如胶原 和弹性蛋白、氨基聚糖、粘连糖蛋白如纤粘连蛋 白和层粘连蛋白等。 细胞外基质在结缔组织中含量最高。

影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。
蛋白索 条（焊 接线） 象拉链 一样， 把2个相 邻的细 胞膜紧 密粘合 在一起。
分布：
广泛分布于各种上皮细 胞管腔面细胞间隙顶端 的侧壁。似一条带环绕 在每个细胞的周围。
如：消化道、血管、 膀胱、生殖道上皮的管 腔面等。
功能：
（1）连接相邻的细胞
（2）封闭上皮细胞的间隙，使大分子物质难以在细胞间通透。 保证物质转运的方向性和组织环境的稳定性，形成渗透屏障。
通讯连接
上皮组织 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 神经细胞间和神 化学突出 经-肌肉间 胞间连丝 植物细胞间
17.2 细胞识别与粘着分子基础

海绵实验和两栖类胚性细胞实验
ຫໍສະໝຸດ 细胞粘附分子（cell adhesion molecule,CAM）
钙粘蛋白（cadherin）家族 整联蛋白（integrins）家族 选择蛋白(selectins)家族 免疫球蛋白超家族 (immunoglobulins superfamily，IgSF)
电偶联：
神经冲动信息传递中的电突触，电冲动可以直接通 过间隙连接从突触前向突触后传导。比化学突触 信号传递速度快。无脊椎动物和鱼类快速准确的 逃避反射。 电偶联使心肌能够产生同步的收缩。 当相邻心肌细胞间隙连接保持完整时， (H+)能 在相邻心肌细胞间传递，心肌细胞间电偶联存在， 心脏可以搏动，相反， (H+)不能在相邻心肌细胞 间传递，电偶联消失。心脏停止搏动。
各种细胞连接
微绒毛 紧密连接 粘着带 桥粒 角质纤维 间隙连接
半桥粒
基底层
（2）化学突触（synapse）

存在于兴奋细胞间的一种连接方式，作用是通过释 放神经递质来传导兴奋。
结构：
突触前膜、突触后膜、突触间隙
突触小泡
突触小体
突触间隙

突触前神经元的突起末梢膨大呈球形，称突触小体。 突触小体有突触小泡，内含神经递质。
第17章 细胞的社会联系
细胞连接 细胞黏着分子基础 细胞表面及其特化结构
人的皮肤上皮组织
17.1
细胞连接
细胞连接(cell junction)： 在细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞骨 架蛋白或者细胞外基质形成的细胞与细胞之间、 细胞与胞外基质之间的连接结构。
作用：
加强细胞的机械联系和组织的牢固性, 并维持和 协调细胞的功能活动。
3. 细胞表面的特化结构
（1）微绒毛
(microvillus)
广泛存在与动物细胞的游 离面，电镜下可见垂直 于细胞表面的细长指状 突起，其表面为质膜和 糖被,内部是胞质的延伸。 组成：细胞的骨架成分 —微丝。
（2）皱褶
细胞表面还有一种扁形突起，称为皱褶 (ruffle)或片足(lamllipodia)。
细胞表面功能：
支持、保护、细胞 识别、粘着、运动 迁移、免疫应答、 物质运输、信息转 导、分裂、分化、 衰 老、病变等。
1. 细胞外被(糖萼 glycocalyx)
组成： 九种糖基
结构：糖链交错分布
在细胞表面构成一 个网络状弥散的屏 障，起支持和保护 作用。
糖被的结构和组成示意图
2. 胞质溶胶(cytosol)
分类
1.封闭连接（occluding junction）或不通透连接 (impermeable junction) ： 紧密连接(tight junction) 2. 锚定连接（anchoring junction）或斑块连接 （plaque-bearing junction) : （1）粘着连接（粘着带，粘着斑） （2）桥粒连接（桥粒，半桥粒） 3. 通讯连接(communicating junction)： （1）间隙连接 （2）化学突触 （3）胞间连丝：仅见于植物
参与连接的蛋白是整合蛋白。 整合蛋白与细胞骨架的肌动蛋白纤维相连。
粘着连接的功能

连接细胞与细胞，细胞与基质

通过整合蛋白与肌动蛋白相连，参与细胞信号
传递。 神经管的形成

（2）桥粒连接
细胞通过中间纤维锚定到
细胞骨架纤维
细胞骨架上。 类型：
桥粒（desmosome）
(细胞-细胞）
半桥粒（hemidesmosome)
跨膜糖蛋白
胞质斑
桥粒电镜照片
桥粒蛋白结构图
分布：
在皮肤、心肌消化道上皮、子宫和阴道上皮细 胞中特别丰富。
功能：
细胞间一种坚实的连接结构，有强的抗张、抗 压作用。
半桥粒
结构：
相当于半个完全桥粒 （点状桥粒）。 仅细胞基底面有胞质 班。中等纤维与跨膜 糖蛋白连接（整合蛋 白），将上皮细胞固 定在基膜上。
代谢偶联：
通过间隙连接, 营养物质和信号分子在相邻的细胞之间 互相交流，在协调细胞群体生物学功能方面起着重 要作用。



正常细胞中胸苷激酶的存在，可以将放射性标记的胸苷参入 到DNA中，通过放射自显影后，在正常细胞中可以检测到银 颗粒。突变细胞中由于缺乏胸苷激酶，不能使放射性标记的 胸苷参入到DNA中，细胞中无银粒。 突变细胞与正常细胞共同培养，加入放射性胸苷后，由间隙 连接将突变细胞偶联于正常细胞，放射自显影后，变异细胞 中有银粒出现。 信号转导中部分细胞接受信号分子作用，第二信使通过间隙 连接使得所有细胞接收信息。
皱褶在形态上不同于微绒毛，它宽而扁，宽 度不等。 在巨噬细胞的表面上，普遍存在着皱褶结构， 与吞噬颗粒物质有关。
（3）细胞内褶(cell infolding)
多存在于上皮细胞的基底面，是质膜由细 胞表面向内深陷而成。
功能：明显扩大作用面积，提高物质运输 的效率。
（4）纤毛(cilia )和鞭毛（flagellum)
由6个亚单位 构成的连接子
功能：
物质运输：
间隙连接的通道允许1~1.2kD以下离子或水溶性 分子通过，如：氨基酸、葡萄糖、维生素、核苷 酸，钠离子，钾离子，从1个细胞迅速到达另1 个 细胞，不会将这些物质流失到细胞间隙中去。 胚胎早期发育允许营养物质和信号分子在细胞之间 互相交流，控制细胞分化、保持发育一致。
成一环形的带。
（细胞与细胞间的 连接）
粘着带 紧密连接 微绒毛
细胞膜 及间隙
结构：
粘着带处两相邻细胞间存在20-30 nm间隙，在间隙 中可见细丝状物交织结合，是该处跨膜糖蛋白分子细 胞外部分，E钙粘蛋白是其主要成分。跨膜糖蛋白的 胞质部分与肌动蛋白微丝相连。这些微丝的走向与质 膜平行，并成束。