细胞连接与细胞粘附

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第十章 细胞连接与细胞黏附
细胞连接：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(cell junction)。
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和维持组织结构的完整性、协
调性。
细胞黏附：在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细
胞团或组织的过程称为细胞黏附（cell adhesion）。
黏着斑的功能：
➢ 介导细胞与细胞外基质的黏着； ➢ 参与细胞的迁移； ➢ 参与细胞信号转导。
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第十章 细胞连接与细胞黏附
(二)桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接 1.桥粒
存在部位：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。
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第十章 细胞连接与细胞黏附
第一节 细胞连接
一、紧密连接（tight junction） 二、锚定连接（anchoring junction） 三、通讯连接（communicating junction）
Cell Junction and Cell Adhesion
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第十章 细胞连接与细胞黏附
锚定连接由两大类蛋白构成： ① 细胞内锚定蛋白（intracellular anchor protein ）
➢ 一端将特定的细胞骨架成分同连接复合体连接； ➢ 另一端与穿膜黏着蛋白相连。 ②穿膜黏着蛋白（transmembrane adhesion protein ）： 是一类细胞粘附分子。 ➢ 胞内区：与细胞内锚定蛋白相连； ➢ 胞外区：与相邻细胞特异的穿膜黏着蛋白或细胞外基
分子组成：
① 细胞内锚定蛋白：构成桥粒斑，是中间纤维附着 的部位。
➢桥粒斑珠蛋白； ➢桥粒斑蛋白。
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② 穿膜黏着蛋白 ——钙黏着蛋白家族。 ➢ 桥粒黏蛋白； ➢ 桥粒胶蛋白。
胞内部分：与细胞内锚定蛋白构成的桥粒斑相连。 胞外部分：与相邻细胞的穿膜黏着蛋白相连，通过依赖Ca2+
基本结构单位——连接子(connexon)。 ➢ 由6个相同或相似的穿膜连接蛋白 ——连接子 蛋白环绕而成，中央形成1.5~2nm的亲水性通道。
➢ 相邻质膜上的两个连接子相对接而连在一起， 通过中央通道使相邻细胞质连通。
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第十章 细胞连接与细胞黏附
第十章 细胞连接与细胞黏附
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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。
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2.半桥粒 上皮细胞与基底膜之间的连接结构 ，因其结构 仅为桥粒的一半而得名。形态上与桥粒类似，但 功能与化学组成不同。 功能：把上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起， 防止机械力造成的上皮与其下方的组织剥离。
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 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。
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2. 黏着斑
存在部位：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。
分子组成： ①穿膜黏着蛋白 :膜整联蛋白(integrin) （多数为α5β1）
➢ 胞外区：与细胞外基质成分相连； ➢ 胞内区：通过锚定蛋白与肌动蛋白丝相连。
质蛋白相连。
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锚定连接的两类蛋白
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第十章 细胞连接与细胞黏附
分类：
（一） 黏着连接 （adhering junction） ：与肌动蛋白
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第十章 细胞连接与细胞黏附
细胞连接、细胞黏附和细胞外基质
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第十章 细胞连接与细胞黏附
一、紧密连接
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、脑毛细血管内皮细胞等，环绕每 个上皮细胞的顶部。 2. 电镜下结构
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二、锚定连接
锚定连接：是一类由细胞骨架纤维参与，存在于细胞之间或细
胞与细胞外基质之间的连接结构 。
分布：广泛分布于各种组织，特别是在上皮、心肌和子 宫颈等需要承受机械力的组织中尤为丰富。
功能：形成能够抵抗机械张力的牢固黏合，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。
间隙连接的功能：加强相邻细胞的连接，介导细胞 间通讯。
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，协调相邻细胞间的功能 活动。
间隙连接的通讯方式：代谢耦联和电耦联。
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①代谢耦联（metabolic coupling）：是指分子量小于 1 kD的代谢物和信号分子（如无机离子、单糖、氨基 酸、核苷酸、维生素、cAMP和IP3等） ，在相邻细 胞间通过间隙连接的传递。这种功能在胚胎发育早期 特别重要。
的连接。
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(一)黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接
1. 黏着带 存在部位：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。
分子组成： ① 穿膜黏着蛋白 ——钙黏着蛋白 (cadherin)，属于
Ca2+依赖性细胞黏附分子。 ➢胞内区：通过细胞内锚定蛋白与肌动蛋白丝相连； ➢胞外区：与相邻细胞的钙黏着蛋白胞外部分结合。 ② 锚定蛋白：α、β、γ联蛋白、黏着斑蛋白、斑珠蛋 白、和α-辅肌动蛋白。
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第十章 细胞连接与细胞黏附
小肠上皮细胞之间黏着带结构示意图
的黏附机制将两个相邻细胞连接在一起。
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桥粒的结构
A.桥粒的电镜照片 B.桥粒结构模式图
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桥粒
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桥粒的功能：相邻细胞中的中间纤维通过细胞 桥粒斑和穿膜黏着蛋白构成了贯穿整个组织的 整体网架，增强了组织抵抗外界压力与张力的 机械强度。
➢ PDZ蛋白、ZO家族等： 胞质外周蛋白 , 起连接和调节作用。
紧密连接模式图
A.相邻质膜上蛋白颗粒连成的封闭索 B.紧密连接中的两种穿膜蛋白
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4. 紧密连接的主要功能 （1）封闭上皮细胞的间隙，形成一道与外界隔离的
A. 黏着带示意图 B. 黏着带组成结构模式图
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第十章 细胞连接与细胞黏附
黏着带功能：
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；
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。
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
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封闭带，保证组织内环境的稳定。 ➢ 防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织； ➢ 防止组织中的物质回流入腔中。 （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。
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
小肠上皮细胞转运葡萄糖入血示意图
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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
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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
丝相连的锚定连接。 ➢ 黏着带（adhesion belt ）：细胞与细胞之间的黏着
连接。
➢ 黏着斑（focal adhesion ） ：细胞与细胞外基质间
的黏着连接。
（二） 桥粒连接（desmosome junction） ：与中间纤维 相连的锚定连接。 ➢ 桥粒（desmosome）：细胞与细胞之间的连接。 ➢ 半桥粒（hemidesmosome）：细胞与细胞外基质间
胞内连接 成分
胞内锚定 蛋白
钙粘素 整联蛋白
中间纤维
桥粒斑珠蛋白 桥粒斑蛋白
网蛋白
黏着带 黏着斑
细胞之间
细胞与胞 外基质之
间
E-钙粘素 整联蛋白
肌动蛋白丝
α、β、γ 踝蛋白
联蛋白 黏着斑蛋白
纽蛋白
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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 完成群体细胞间的合作协调，这种连接形式称为通讯连 接(communicating junction)。
通讯连接 间隙连接（gap junction） 突触（ synapse）
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三、通讯连接
(一)间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连 接方式
电镜下结构：间隙连接部位相邻细胞膜之间有2~3nm 的缝隙，因而间隙连接又称缝隙连接。
小肠上皮细胞顶端质膜中的Na+/葡萄糖协同运输蛋白，运输2个Na+的同时转 运1个葡萄糖分子，使胞质内产生高葡萄糖浓度；质膜基底面和侧面的葡萄糖易 化扩散运输蛋白，转运葡萄糖离开细胞，形成葡萄糖的定向转运。Na+-K+泵将 回流到细胞质中的Na+转运出细胞，维持Na+穿膜浓度梯度。
Cell Membrane and Membrane Transport
②锚定蛋白：踝蛋白(talin)、α-辅肌动蛋白、细丝蛋白(filamin)
和纽蛋白等。
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第十章 细胞连接与细胞黏附
黏着斑的结构与功能
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第十章 细胞连接与细胞黏附
➢ 紧密连接处，两个相邻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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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
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第十章 细胞连接与细胞黏附
化学组成： ➢ 锚定蛋白——网蛋白(plectin），构成胞质斑，可
与细胞内的中间纤维相连。 ➢ 穿膜黏着蛋白 ：①整联蛋白（α6β4） ，②穿膜
蛋白BP180可与基底膜中层黏连蛋白（锚定纤维） 发生黏附性结合，从而将细胞与基膜牢固地铆在 一起。