1、第十章第十章 细胞连接和细胞粘连细胞连接和细胞粘连第一节第一节 细胞连接是维系细胞间相对稳定的结构细胞连接是维系细胞间相对稳定的结构第二节第二节 由细胞粘附因子介导的细胞粘连由细胞粘附因子介导的细胞粘连10/26/20221第一节第一节 细胞连接细胞连接n 细胞连接和细胞粘连是细胞间组织结构细胞连接和细胞粘连是细胞间组织结构和功能联系的基本形式。和功能联系的基本形式。n 细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的联接结构称联接结构称 为为细胞连接细胞连接(intercelluar junction)。细胞连接的体积很小，只有细胞连接的体积很小，只有在电镜下才能观察到。在电
2、镜下才能观察到。10/26/20222细胞连接的基本类型细胞连接的基本类型封闭连接封闭连接锚定连接锚定连接通讯连接通讯连接紧密连接紧密连接粘合连接粘合连接分类与分布分类与分布10/26/20223一、封闭连接一、封闭连接(tight junction)n又称又称紧密连接紧密连接，存在于脊椎动物的存在于脊椎动物的上皮细胞上皮细胞间间，长度约长度约50-400nm，相邻细胞之间的质膜相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。在电镜下可以看到连紧密结合，没有缝隙。在电镜下可以看到连接区域具有蛋白质形成的封闭索封闭了细胞接区域具有蛋白质形成的封闭索封闭了细胞与细胞之间的空隙。与细胞之间的空隙。n紧密连接的
3、封闭索由跨膜细胞粘附分子构成，紧密连接的封闭索由跨膜细胞粘附分子构成，主要的跨膜蛋白为封闭蛋白主要的跨膜蛋白为封闭蛋白claudin和密封蛋和密封蛋白白occludin。10/26/20224封闭连接的封闭连接的分布分布n消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血管内皮以及睾丸支消化道上皮、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。在各种组织中紧密连接对一些小分子的密封物侵害。在各种组织中紧密连接对一些小分子的密封程度有所不
4、同，例如小肠上皮细胞的紧密连接对程度有所不同，例如小肠上皮细胞的紧密连接对Na+的的渗漏程度比膀胱上皮大渗漏程度比膀胱上皮大1万倍。万倍。nCa2+是封闭连接所必需是封闭连接所必需的，当的，当Ca2+浓度降低时，导致浓度降低时，导致封闭连接消失，当封闭连接消失，当Ca2+浓度升高时，封闭连接随之恢浓度升高时，封闭连接随之恢复。复。10/26/20225紧密连接位于上皮细胞的上端紧密连接位于上皮细胞的上端 10/26/20226兔子上皮细胞的紧密连接（冰冻蚀刻）兔子上皮细胞的紧密连接（冰冻蚀刻）10/26/20227紧密连接的模式图紧密连接的模式图 10/26/20228紧密连接的主要作用紧密连
5、接的主要作用n是封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中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。了机体内环境的相对稳定。10/26/20229二、锚定连接二、锚定连接(anchoring junction)n锚定连接锚定连接又称粘合连接又称粘合连接(adhering junction)，是是广泛存在于多种组织细胞中间广泛存在于多种组织细胞中间的连接方式，的连接方式，细胞骨架参与了粘合连接结构的组成。具有增细胞骨架参与了粘合连接结构的组成。具有增强组织支持、抵抗机械张力的重要作用。强组织支持、抵抗机械张力的重要作用。n
6、锚定连接锚定连接包括包括中间连接、点状桥粒和半桥粒。中间连接、点状桥粒和半桥粒。10/26/202210（一）中间连接（一）中间连接(intermendiate junction)n1.带状桥粒带状桥粒(belt desmosome)或粘合带或粘合带(adhesion belt)呈带呈带状环绕细胞，一般状环绕细胞，一般位于上皮细胞顶侧面的紧密连接下方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在粘合带处相邻细胞的间隙约1520nm，间隙中有交织间隙中有交织结合的丝状致密物质；粘合带处的质膜下方有与质膜平行结合的丝状致密物质；粘合带处的质膜下方有与质膜平行排列的肌动蛋白束，钙粘蛋
7、白排列的肌动蛋白束，钙粘蛋白(cadherin)通过锚定蛋白与通过锚定蛋白与肌动蛋白束相结合。于是，相邻细胞中的肌动蛋白丝束通肌动蛋白束相结合。于是，相邻细胞中的肌动蛋白丝束通过钙粘蛋白和锚定蛋白编织成了一个广泛的网络，把相邻过钙粘蛋白和锚定蛋白编织成了一个广泛的网络，把相邻细胞联合在一起。细胞联合在一起。n中间连接不仅是细胞连接的主要形式之一，也对细胞形态中间连接不仅是细胞连接的主要形式之一，也对细胞形态和收缩力的传递有关。和收缩力的传递有关。10/26/202211粘合带位于紧密连接下方粘合带位于紧密连接下方 10/26/202212粘合带结构模型粘合带结构模型 10/26/202213
8、2.粘着斑粘着斑(adhesion plaque)n位于上皮细胞基底部，与黏合带的不同之处在于：位于上皮细胞基底部，与黏合带的不同之处在于：穿膜连接蛋白为整合素（穿膜连接蛋白为整合素（integrin）而不是钙粘）而不是钙粘素，素，整合素整合素是细胞外基质的受体蛋白；是细胞外基质的受体蛋白；细胞内细胞内的锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连的锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连(图图10-6)。n是组织培养时细胞附着在培养瓶上时的连接方式。是组织培养时细胞附着在培养瓶上时的连接方式。10/26/202214整合素整合素肌动蛋白纤肌动蛋白纤维维细胞与细胞外基质形成：细胞与细胞外基质形成：肌动蛋白纤维肌动蛋白纤维与细
9、胞外基质之间的连接方式与细胞外基质之间的连接方式。10/26/202215（二）桥粒（二）桥粒(desmosome，点状桥粒点状桥粒)n位于细胞粘合带的下方，位于细胞粘合带的下方，相邻细胞间形成纽扣状相邻细胞间形成纽扣状结构，细胞膜之间的间隙约结构，细胞膜之间的间隙约30nm，质膜下方有细，质膜下方有细胞质附着蛋白质，如片珠蛋白胞质附着蛋白质，如片珠蛋白(plakoglobin)、桥粒、桥粒斑蛋白斑蛋白(desmoplakin)等，形成一厚约等，形成一厚约15-20nm的的致密斑。斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质致密斑。斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞类型而异，桥粒中间为钙粘素。相邻
10、细胞因细胞类型而异，桥粒中间为钙粘素。相邻细胞中的中间纤维通过胞质斑和钙粘素构成了穿胞细中的中间纤维通过胞质斑和钙粘素构成了穿胞细胞骨架网络。胞骨架网络。n存在于承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食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。管等处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。10/26/202216桥粒位于粘合带下桥粒位于粘合带下方方 10/26/202217图图10-7 桥粒的结构模型桥粒的结构模型 10/26/2022182.半桥粒半桥粒(hemidesmosome)n半桥粒半桥粒在结构上类似桥粒，在结构上类似桥粒，位于上皮细胞基面与位于上皮细胞基面
11、与基膜之间基膜之间，与桥粒的不同之处在于：只在质膜，与桥粒的不同之处在于：只在质膜内侧形成桥粒斑结构，其另一侧为基膜；穿膜内侧形成桥粒斑结构，其另一侧为基膜；穿膜连接蛋白为整合素（连接蛋白为整合素（integrin）而不是钙粘素，而不是钙粘素，整合素整合素是细胞外基质的受体蛋白；细胞内的锚是细胞外基质的受体蛋白；细胞内的锚定蛋白为网蛋白定蛋白为网蛋白(plectin)(图图10-8)。n是组织培养时细胞附着在培养瓶上时的连接方式是组织培养时细胞附着在培养瓶上时的连接方式10/26/202219半桥粒半桥粒整联蛋白整联蛋白10/26/202220三、通讯连接三、通讯连接(communicatio
12、n junction)（一）（一）间隙连接（间隙连接（gap junction）n间隙连接间隙连接普遍存在于大多数动物组织普遍存在于大多数动物组织。在连接。在连接处相邻细胞间有处相邻细胞间有2nm的缝隙，而且连接区域比的缝隙，而且连接区域比紧密连接大得多。在间隙与两层质膜中有大量紧密连接大得多。在间隙与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，称蛋白质颗粒，是构成间隙连接的基本单位，称连接子连接子(connexon)，由，由6个相同或相似的跨膜蛋个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕而成，直径白亚单位环绕而成，直径8nm，中心形成一个中心形成一个直径约直径约1.5nm的孔道。的孔道。图图
13、10-9。10/26/202221间隙连接的调节间隙连接的调节n间隙连接的通透性是可调节的。降低细间隙连接的通透性是可调节的。降低细胞胞pH值，或升高钙离子浓度均可降低间值，或升高钙离子浓度均可降低间隙连接的通透性。当细胞破损时，大量隙连接的通透性。当细胞破损时，大量钙离子进入，导致间隙连接关闭，以免钙离子进入，导致间隙连接关闭，以免正常细胞受到伤害正常细胞受到伤害。10/26/202222间隙连接的功能间隙连接的功能1.代谢藕连：连接子可以允许分子量小于代谢藕连：连接子可以允许分子量小于1.5KD的的无机盐离子、糖、氨基酸、核苷酸和维生素等从无机盐离子、糖、氨基酸、核苷酸和维生素等从一个细胞
14、输送到相邻的细胞中去。一个细胞输送到相邻的细胞中去。2.电藕连：在具有电兴奋的组织中，连接子可以允电藕连：在具有电兴奋的组织中，连接子可以允许各种带电离子经过其通道在相邻细胞细胞间穿许各种带电离子经过其通道在相邻细胞细胞间穿梭，于连接区形成一个电阻低于细胞膜其它部分梭，于连接区形成一个电阻低于细胞膜其它部分的电通路，形成电偶联，这是细胞信息进行快速、的电通路，形成电偶联，这是细胞信息进行快速、准确传导的基本功能之一。准确传导的基本功能之一。10/26/202223间隙连接电镜照片间隙连接电镜照片 10/26/202224左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型
15、10/26/202225(二二)化学突触化学突触(synapse)n化学突触化学突触是存在于可兴奋细胞间的一种连接方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。式，其作用是通过释放神经递质来传导兴奋。由突触前膜由突触前膜(presynaptic membrane)、突触后突触后膜膜(postsynaptic membrane)和突触间隙和突触间隙(synaptic cleft)三部分组成。三部分组成。n突触小体内有许多囊泡，称突触小泡突触小体内有许多囊泡，称突触小泡(synaptic vesicle)，内含神经递质。当神经冲动传到突内含神经递质。当神经冲动传到突触前
16、膜，突触小泡释放神经递质，为突触后膜触前膜，突触小泡释放神经递质，为突触后膜的受体接受（配体门通道），引起突触后膜离的受体接受（配体门通道），引起突触后膜离子通透性改变，膜去极化或超极化。子通透性改变，膜去极化或超极化。10/26/202226化学突触的结构模型化学突触的结构模型 10/26/202227第二节第二节 由细胞粘附因子介导的细胞粘连由细胞粘附因子介导的细胞粘连n 细胞粘附分子细胞粘附分子(cell adhesion molecule，CAM)同同种类型细胞间的彼此粘连是许多组织结构的基本种类型细胞间的彼此粘连是许多组织结构的基本特征。细胞与细胞间的粘连是由特定的细胞粘附特征。细胞
17、与细胞间的粘连是由特定的细胞粘附分子所介导的。细胞粘附分子是细胞表面分子，分子所介导的。细胞粘附分子是细胞表面分子，多为糖蛋白，是一类介导细胞之间、细胞与细胞多为糖蛋白，是一类介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附作用的膜表面糖蛋白。外基质之间粘附作用的膜表面糖蛋白。n 分类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整分类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整合素及透明质酸粘素。合素及透明质酸粘素。10/26/202228CAM结构特征结构特征n结构特点：分子结构分为三个部分：胞结构特点：分子结构分为三个部分：胞外区：肽链的外区：肽链的N端部分，一般比较大，带端部分，一般比较大，带有糖链；跨膜区：可
18、单次或多次跨膜；有糖链；跨膜区：可单次或多次跨膜；胞质部分：肽链的胞质部分：肽链的C端，一般较小，与端，一般较小，与膜骨架系统相结合，或与信息系统相连。膜骨架系统相结合，或与信息系统相连。n粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连；骨架成分相连；n多数要依赖多数要依赖Ca2+或或Mg2+才起作用才起作用。10/26/202229(一一)钙粘素钙粘素（cadherin）n属同亲性（只与表达同类钙粘素的细胞粘附）属同亲性（只与表达同类钙粘素的细胞粘附）CAM，依赖，依赖Ca2+的细胞粘连糖蛋白，介导依赖的细胞粘连糖蛋白，介导依赖Ca2+的细胞粘着和从胞外
19、到细胞质传递信号。对胚胎发的细胞粘着和从胞外到细胞质传递信号。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。官构成具有主要作用。n根据分布组织不同分为根据分布组织不同分为N、P、E、M、R-钙粘素五钙粘素五类，类，30多个成员的糖蛋白家族，分子的同源性很高多个成员的糖蛋白家族，分子的同源性很高10/26/202230(二二)选择素（选择素（selectin）属异亲性一次跨膜糖蛋白属异亲性一次跨膜糖蛋白CAM，其作用依其作用依赖于赖于Ca2。主要参与脉管内皮细胞、血细胞及主要参与脉管内皮细胞、血细胞及细胞之间普遍存在的识别与暂
20、时性粘合。细胞之间普遍存在的识别与暂时性粘合。P选择素：表达于血管内皮细胞、血小板；选择素：表达于血管内皮细胞、血小板；E选择素：表达于血管内皮细胞；选择素：表达于血管内皮细胞；L选择素：表达于白细胞表面。选择素：表达于白细胞表面。10/26/202231(三三)整合素整合素（integrin）大多为异亲性大多为异亲性CAM，其作用依赖于其作用依赖于Ca2。介导介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整合素。合素。整合素是由整合素是由(120185kD)和和(90110kD
21、)两个两个亚单位形成的异二聚体糖蛋白。迄今已发现亚单位形成的异二聚体糖蛋白。迄今已发现16种种亚单位和亚单位和9种种亚单位。它们按不同的组合构亚单位。它们按不同的组合构成成20余种整合素。余种整合素。10/26/202232(四四)免疫球蛋白超家族（免疫球蛋白超家族（Ig-SF）(Ig-superfamily)包括分子结构中含有免疫球蛋白包括分子结构中含有免疫球蛋白(Ig)样结构域的所有分子，一般不依赖于样结构域的所有分子，一般不依赖于Ca2。除免疫球蛋白外，还包括除免疫球蛋白外，还包括T细胞受体，细胞受体，B细胞受细胞受体，体，MHC及细胞粘附分子及细胞粘附分子(Ig-CAM)等。有的属等。
22、有的属于亲同性于亲同性CAM，如各种神经细胞粘附分子如各种神经细胞粘附分子(N-CAM)及血小板及血小板-内皮细胞粘附分子内皮细胞粘附分子(VCAM)。10/26/202233细细胞胞连连接接封闭连接（紧密连接封闭连接（紧密连接)锚定锚定连接连接通讯连接通讯连接中间纤维相关中间纤维相关半桥粒半桥粒间隙连接间隙连接化学突触化学突触胞间胞间连丝（植物）连丝（植物）桥粒桥粒肌动蛋白相关肌动蛋白相关粘着带粘着带粘着斑粘着斑10/26/20223410/26/202235 小小 结结 掌握各种连接的方式及特点、分布掌握各种连接的方式及特点、分布了解主要的黏附分子了解主要的黏附分子10/26/202236
