細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞-10章

1、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第十章 細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連緊密連接粘合帶橋粒間隙連接/通訊連接半橋粒粘著斑鈣粘素整聯(lián)蛋白選擇素基膜中間纖維肌動(dòng)蛋白纖維細(xì)胞連接細(xì)胞粘連細(xì)胞連接 與 細(xì)胞粘連免疫球蛋白樣細(xì)胞粘附分子除了血液和結(jié)締組織，人和動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)胞，按照一定的排列方式，在相鄰細(xì)胞表面形成 各種連接裝置，形成細(xì)胞間的機(jī)械聯(lián)系，并維持組織結(jié)構(gòu)的完整性、協(xié)調(diào)性細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì) 之間 在質(zhì)膜接觸區(qū)域 特化形成的 連接結(jié)構(gòu)：細(xì)胞連接 cell junction細(xì)胞連接 是維系細(xì)胞間 相對(duì)穩(wěn)定的 特化連接裝置，也是相鄰細(xì)胞間 協(xié)同作用的重要組織形式根據(jù)細(xì)胞連接的 結(jié)構(gòu)和功能，可分為三類：封閉連接、錨定連接

2、、通訊連接細(xì)胞連接 緊密連接 tight junction人和脊椎動(dòng)物體內(nèi)的 封閉連接(occluding junction) 只有一種，稱為：緊密連接 tight junction 緊密連接 分布于 各種上皮細(xì)胞，如 消化道上皮、膀胱上皮、曲細(xì)精管生精上皮 的支持細(xì)胞基部、腺體的上皮細(xì)胞 管腔面的頂端區(qū)域、腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞之間 等透射電鏡顯示：在緊密連接處，相鄰細(xì)胞質(zhì)膜 以斷續(xù)的點(diǎn) 連在一起，點(diǎn)狀接觸部位 沒有縫隙冰凍蝕刻技術(shù)結(jié)合掃描電鏡顯示：相鄰細(xì)胞膜在接觸部位，由特殊的跨膜蛋白 排列形成 蛋白質(zhì)條索，將細(xì)胞間隙 封閉起來這些跨膜蛋白顆粒形成的 封閉索，交錯(cuò)形成網(wǎng)狀，環(huán)繞每個(gè)上皮細(xì)胞的頂

3、部，連接相鄰細(xì)胞，封閉細(xì)胞間隙，防止小分子 從細(xì)胞一側(cè) 經(jīng)過細(xì)胞間隙 進(jìn)入另一側(cè)細(xì)胞連接細(xì)胞連接不同組織的緊密連接 對(duì)一些小分子的 密封程度有所不同，這與封閉索的 層數(shù)有關(guān)：腎小管 1-2層， 胰腺腺泡細(xì)胞 3-4層，小腸上皮細(xì)胞 4-6層；層數(shù)越多，封閉作用越強(qiáng)已分離出 數(shù)十種 參與緊密連接形成的 跨膜蛋白，如 封閉蛋白claudin、 密封蛋白o(hù)ccludin、 Zonula occluden(ZO)蛋白 等緊密連接模式圖緊密連接冷凍蝕刻圖緊密連接透射電鏡圖細(xì)胞連接細(xì)胞連接前兩種是 4次穿膜的 整合蛋白，C端與N端 均伸向細(xì)胞質(zhì)(對(duì)緊密連接的形成和功能有重要作用)腎小管上皮細(xì)胞 從原尿中

4、重吸收Mg2+時(shí) 需要封閉蛋白的存在，如果此蛋白的基因突變，將引起Mg2+ 從尿中大量丟失緊密連接的兩個(gè) 主要功能：封閉上皮細(xì)胞的間隙，形成與外界隔離的封閉帶，防止細(xì)胞外物質(zhì) 無(wú)選擇地通過細(xì)胞間隙，進(jìn)入組織；或從組織回流如腔細(xì)胞連接Occludin Claudin 保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定 如：小腸上皮細(xì)胞的緊密連接，對(duì)腔內(nèi)大多物質(zhì)起阻隔作用；腦毛細(xì)血管內(nèi)皮、睪丸支持細(xì)胞間的 緊密連接 構(gòu)成 血-腦屏障blood-brain barrier、和血睪屏障blood-testis barrier，保護(hù)器官免受異物傷害形成上皮細(xì)胞質(zhì)膜 與膜脂分子側(cè)向擴(kuò)散的屏障，維持上皮細(xì)胞的極性。通過阻礙細(xì)胞頂部和側(cè)底部(

5、側(cè)面和底部) 的膜蛋白相互移動(dòng)，保證物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方向性；同時(shí)，通過防止小分子物質(zhì)從細(xì)胞側(cè)底部細(xì)胞之間的空隙返流。如 在小腸上皮內(nèi) 緊密連接 胞質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的方向性，還將上皮細(xì)胞聯(lián)合成一個(gè)整體細(xì)胞連接 錨定連接 anchoring junction錨定連接：由細(xì)胞骨架纖維參與，存在于相互接觸的細(xì)胞間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的細(xì)胞連接；主要作用是 形成能夠抵抗機(jī)械張力的牢固粘合；廣泛分布于動(dòng)物各種組織中，特別是 上皮、心肌和子宮頸等需要承受機(jī)械壓力的組織根據(jù)參與連接的 骨架纖維的類型和 錨定部位的不同，錨定連接 可分為兩大類：與肌動(dòng)蛋白纖維 相連的錨定連接，稱：黏合連接 adhering junct

6、ion; 其中 細(xì)胞與細(xì)胞間的黏合連接黏合帶 adhesion belt; 細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏合連接黏著斑 adhesion plaque 與中間纖維 相連的錨定連接，稱：橋粒連接 desmosome junction; 細(xì)胞與細(xì)胞間的連接橋粒desmosome; 細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的連接半橋粒hemidesmosome細(xì)胞連接細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白 跨膜粘連蛋白細(xì)胞連接錨定連接中的2大類結(jié)構(gòu)蛋白: 細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白 intracellular anchor proteins：在細(xì)胞膜的胞質(zhì)面形成一個(gè)突出的斑，并將連接復(fù)合體與肌動(dòng)蛋白纖維/中間纖維相連 跨膜粘連蛋白 transmembrane ad

7、hension proteins：其胞質(zhì)區(qū)域連接一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白，其細(xì)胞外區(qū)域與細(xì)胞外基質(zhì)或另一個(gè)細(xì)胞的跨膜粘連蛋白的細(xì)胞外區(qū)域相互作用細(xì)胞連接 黏合連接是由肌動(dòng)蛋白纖維介導(dǎo)的錨定連接 1.黏合帶 adhesion belt位于上皮細(xì)胞 緊密連接的下方，是相鄰細(xì)胞之間形成的一個(gè) 連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)粘合帶鈣粘素相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜緊密連接肌動(dòng)蛋白纖維束基底面透射電鏡顯示：在黏合帶處 相鄰的細(xì)胞質(zhì)膜間的 間隙1530nm，間隙兩側(cè)的質(zhì)膜 通過伸出的跨膜粘連蛋白 相互黏合參與形成 黏合帶 的跨膜粘連蛋白 稱：鈣粘素 cadherin，是Ca2+依賴性細(xì)胞黏附分子鈣粘素 在質(zhì)膜中 形成 同源二聚體，相鄰

8、細(xì)胞的鈣粘素 胞外部分 相互結(jié)合，而胞內(nèi)部分通過 錨定蛋白 與肌動(dòng)蛋白纖維相連，從而在胞膜是形成廣泛的跨膜網(wǎng)黏合帶 胞內(nèi)側(cè)的 錨定蛋白： 、連環(huán)蛋白(catenins)， -輔肌動(dòng)蛋白(actinin)、紐蛋白(vinculin)等，錨定 肌動(dòng)蛋白纖維 細(xì)胞連接-輔肌動(dòng)蛋白-連環(huán)蛋白形成素將細(xì)胞外環(huán)境與肌動(dòng)蛋白纖維相連，提供一個(gè)潛在的信號(hào)通路黏合帶 為上皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞 提供了抵抗機(jī)械張力的 牢固黏合，在維持 細(xì)胞形態(tài)和組織器官完整性方面 具有重要作用由于微絲束 具有收縮功能，黏合帶 在動(dòng)物胚胎發(fā)育中 使上皮內(nèi)陷 形成 管狀、泡狀器官原基，對(duì)形態(tài)發(fā)生起重要作用 2.黏著斑 adhesion p

9、laque / focal adhesions位于上皮細(xì)胞基底部，是細(xì)胞通過局部 黏附與 細(xì)胞外基質(zhì)之間 形成的 黏合連接參與黏著斑 連接的 跨膜粘連蛋白 是膜整聯(lián)蛋白integrin，也稱 整合素；其胞外部分與 細(xì)胞外基質(zhì)(纖連蛋白、膠原) 相連，胞內(nèi)部分通過 錨定蛋白 與肌動(dòng)蛋白纖維 相連膜整聯(lián)蛋白 與細(xì)胞外基質(zhì) 的連接，是受體與配體間的識(shí)別與結(jié)合黏著斑部位的錨定蛋白有：裸蛋白talin、 -輔肌動(dòng)蛋白、細(xì)絲蛋白filamin、紐蛋白vinculin 等細(xì)胞連接樁蛋白Paxillin 肌動(dòng)蛋白纖維Actin filament -輔肌動(dòng)蛋白-Actinin Focal adhesion ki

10、nase DNA 膠原纖連蛋白紐蛋白Vinculin 踝蛋白Talin 細(xì)胞核 整聯(lián)蛋白亞基整聯(lián)蛋白亞基 黏著斑跨膜粘連蛋白細(xì)胞連接細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白黏著斑激酶黏著斑 在肌細(xì)胞、肌腱(主要是 膠原) 形成的連接中 很常見體外培養(yǎng)細(xì)胞 常通過 黏著斑 附著于 培養(yǎng)皿表面，黏著斑的形成、解離 對(duì)細(xì)胞的 鋪展和遷移 有重要意義 橋粒連接是由中間纖維介導(dǎo)的錨定連接橋粒 廣泛分布于 承受強(qiáng)拉力的組織中，如 皮膚、心肌、消化道、膀胱、子宮、陰道等處的上皮細(xì)胞之間；根據(jù)分布位置，分為：橋粒、半橋粒 兩種 1.橋粒 desmosome位于 上皮細(xì)胞 黏合帶下方，是相鄰細(xì)胞接觸點(diǎn)上的一種 類似紐扣狀的結(jié)構(gòu)橋粒 連接

11、處 相鄰質(zhì)膜間的 間隙約30nm，質(zhì)膜的胞質(zhì)側(cè) 各有一個(gè)由細(xì)胞內(nèi) 錨定蛋白 構(gòu)成的胞質(zhì)斑，直徑0.5m，稱為 橋粒斑desmosomal plaque細(xì)胞連接橋粒斑 由兩種蛋白組成中間纖維附著部位：橋粒珠蛋白plakoglobin、橋粒斑蛋白desmoplakin 不同組織的細(xì)胞中 附著于橋粒斑的 中間纖維不同，在上皮細(xì)胞中是角蛋白絲keratin filaments，心肌細(xì)胞中是結(jié)蛋白絲desmin filaments中間纖維 伸向橋粒斑，被更細(xì)的纖維牢固連接在橋粒斑上，然后折返形成 袢環(huán)結(jié)構(gòu)細(xì)胞連接橋粒芯糖蛋白Desmoglein 橋粒芯膠蛋白 Desmocollin橋粒珠蛋白Plakog

12、lobin 橋粒斑蛋白Desmoplakin 中間纖維細(xì)胞外胞質(zhì) 跨膜粘連蛋白 鈣粘素橋粒分子結(jié)構(gòu)圖細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白細(xì)胞連接橋粒質(zhì)膜處的跨膜粘連蛋白：鈣粘素 家族，如：橋粒芯糖蛋白desmoglein、 橋粒芯膠蛋白desmocollin跨膜粘連蛋白 向內(nèi)與橋粒斑相連，向外與相鄰細(xì)胞的 跨膜粘連蛋白 相連，通過依賴的Ca2+黏合機(jī)制 將兩個(gè)相鄰細(xì)胞連接在一起相鄰細(xì)胞中的 中間纖維 通過橋粒斑和跨膜粘連蛋白，構(gòu)成貫穿整個(gè)組織的網(wǎng)架，增強(qiáng)該組織的抵抗外來張力、壓力及撕裂力的能力細(xì)胞連接胰蛋白酶、膠原酶、透明質(zhì)酸酶、 Ca2+螯合劑，均能破壞 橋粒結(jié)構(gòu)一種自身免疫缺陷病天皰瘡 pemphigus，患者

13、自身產(chǎn)生 抗橋粒跨膜粘連蛋白抗體，導(dǎo)致橋粒破壞，組織液通過細(xì)胞間隙滲入皮膚，引起嚴(yán)重的皮膚水泡，甚至危及生命 2.半橋粒 hemidesmosome上皮細(xì)胞 與基底膜 之間的連接裝置，結(jié)構(gòu)僅為 橋粒的一半化學(xué)組成 與橋粒不同：半橋粒的胞質(zhì)斑 由網(wǎng)蛋白plectin組成，與胞內(nèi)中間纖維相連；半橋粒的跨膜粘連蛋白是 整聯(lián)蛋白integrin，與基底膜中的 層粘連蛋白 結(jié)合，從而將細(xì)胞與基底膜牢固錨定在一起半橋粒 主要功能：把上皮細(xì)胞 與其下方的 基底膜連在一起，防止機(jī)械力造成的上皮組織剝離抗半橋粒 自身抗體，導(dǎo)致老年人的 大泡性類天皰瘡；層粘連蛋白、整聯(lián)蛋白6或4基因突變，均引起 大泡性表皮松懈癥

14、，癥狀類似前者細(xì)胞連接 通訊連接 communicating junction在多數(shù)動(dòng)物組織 相鄰細(xì)胞膜上 存在特殊的連接通道，以進(jìn)行細(xì)胞間的 電信號(hào)、化學(xué)信號(hào)的通訊聯(lián)系，從而完成群體細(xì)胞間的合作與協(xié)調(diào)，這種連接形式 稱 通訊連接communicating junction動(dòng)物組織中 有兩種通訊連接：間隙連接 gap junction、化學(xué)突觸chemical synapse 間隙連接是動(dòng)物組織中普遍存在的一種細(xì)胞連接方式透射電鏡顯示，間隙連接部位 相鄰細(xì)胞膜之間 有24nm的縫隙；冰凍蝕刻顯示，許多間隙連接單位 往往集結(jié)在一起 呈斑塊狀，大小不一，最大直徑達(dá)0.3m間隙連接的基本結(jié)構(gòu)單位是

15、連接子connexon，長(zhǎng)7.5nm，外徑6nm，由6個(gè)相同或相似的 跨膜蛋白連接子蛋白connexin 環(huán)繞而成，中央是1.52nm的親水性通道細(xì)胞連接細(xì)胞連接相鄰質(zhì)膜上的 兩個(gè)連接子 相對(duì)接在一起，通過中央孔道相通一個(gè)間隙連接處的 連接子數(shù)目 由幾個(gè)到幾千幾萬(wàn)個(gè)連接子蛋白 發(fā)現(xiàn)了20多種，一個(gè)連接子 可以由不同連接子蛋白構(gòu)成異源連接子；也可由相同連接子蛋白構(gòu)成同源連接子細(xì)胞連接ConnexinConnexinconnexonHeteromericHomotypic Heterotypic不同連接子蛋白 構(gòu)成的連接子，在通透性、導(dǎo)電率、可調(diào)節(jié)性方面是不同的，其分布具有組織細(xì)胞特異性心肌細(xì)胞

16、連接子蛋白是Cx43，心臟 電傳導(dǎo)系統(tǒng)細(xì)胞 的連接子蛋白是Cx40，當(dāng)這兩種連接子蛋白形成間隙連接時(shí)，兩種連接子之間沒有通透功能，確保心臟器官 不同類型細(xì)胞功能的相對(duì)獨(dú)立細(xì)胞連接間隙連接的另一個(gè)重要功能是 介導(dǎo)細(xì)胞間通訊； 細(xì)胞通訊cell communication：指一個(gè)細(xì)胞的信息 通過化學(xué)遞質(zhì)或電信號(hào) 傳遞給另一個(gè)細(xì)胞，使靶細(xì)胞產(chǎn)生 相應(yīng)效應(yīng)按間隙連接的通訊方式，分為兩種：代謝藕聯(lián)、電藕聯(lián) 1.代謝耦聯(lián) metabolic coupling代謝耦聯(lián) metabolic coupling ，又稱 化學(xué)耦聯(lián)chemical coupling：連接子形成的1.5nm的親水性通道，允許分子量 1

17、000-1500 Da 以下的水溶性小分子，如 無(wú)機(jī)離子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸、維生素、cAMP等 從一個(gè)細(xì)胞迅速進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞內(nèi)，使代謝產(chǎn)物迅速平均分配到相鄰細(xì)胞中，形成 代謝偶聯(lián)在胚胎發(fā)育早期，代謝耦聯(lián) 非常重要，在血液循環(huán)建立前，平均分配物質(zhì)，控制細(xì)胞分化細(xì)胞分化時(shí)，不同組織的細(xì)胞間 解耦聯(lián)，但同組織的細(xì)胞間依舊相互耦聯(lián)，保持發(fā)育的一致間隙連接的通透性是 可以調(diào)節(jié)的，降低pH，或升高Ca2+離子濃度，均可降低 間隙連接的通透性細(xì)胞受損時(shí)， Ca2+大量進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致間隙連接關(guān)閉，以免周圍細(xì)胞受到傷害；腫瘤細(xì)胞 間隙連接 明顯減少或喪失，失去控制細(xì)胞連接 2.電耦聯(lián)electric co

18、upling又稱 離子偶聯(lián) ionic coupling，其連接子 是種 離子通道，帶電的離子 能通過間隙連接 達(dá)到相鄰細(xì)胞在具有 電興奮性 的組織細(xì)胞間，廣泛存在 電耦聯(lián)現(xiàn)象；帶電離子通過連接子，使動(dòng)作電位 從一個(gè)細(xì)胞擴(kuò)散到另一個(gè)細(xì)胞，速度快而準(zhǔn)確如：心肌細(xì)胞同步收縮和舒張，如破壞了電耦聯(lián)，心臟停跳；小腸平滑肌通過電耦聯(lián)，使收縮蠕動(dòng)同步進(jìn)行；神經(jīng)細(xì)胞傳遞動(dòng)作電位；某些上皮細(xì)胞 通過間隙連接使 纖毛協(xié)調(diào)擺動(dòng) 化學(xué)突觸主要存在于神經(jīng)細(xì)胞之間和神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞的接觸部位電興奮細(xì)胞間 可通過電突觸、化學(xué)突觸 傳遞沖動(dòng)信號(hào)化學(xué)突觸 主要存在于 神經(jīng)細(xì)胞之間、神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞之間的接觸部位，突觸間隙20

19、nm寬，傳遞 神經(jīng)遞質(zhì)，引起突觸后膜動(dòng)作電位細(xì)胞連接細(xì)胞黏附分子cell adhesion molecule, CAM 是廣泛存在于細(xì)胞膜上的一類 跨膜糖蛋白，是介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞 之間、或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì) 之間 相互結(jié)合 并起黏附作用的 一類細(xì)胞表面分子目前發(fā)現(xiàn)的 細(xì)胞黏附分子 達(dá)百余種，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用方式，分為四大類：鈣粘素Cadherin、選擇素Selectin、免疫球蛋白超家族Ig-superfamily, Ig-SF、整聯(lián)蛋白integrin細(xì)胞黏附分子 多需要依賴于 二價(jià)陽(yáng)離子Ca2+或Mg2+才起作用這些黏附分子 在細(xì)胞骨架參與下，形成 橋粒、半橋粒、黏合帶、黏著斑 等 細(xì)胞

20、連接結(jié)構(gòu)細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連細(xì)胞粘附分子可分為三部分：較長(zhǎng)胞外區(qū)，其N-端帶有糖鏈，是與配體識(shí)別部位；跨膜區(qū)，多為一次性跨膜蛋白； 胞質(zhì)區(qū)，肽鏈的C-端，一般較小，可與質(zhì)膜下的細(xì)胞骨架成分 或 胞內(nèi)的 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 結(jié)合，從而 介導(dǎo)黏附細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連細(xì)胞黏附分子通過三種方式介導(dǎo)細(xì)胞識(shí)別與黏著：同親型結(jié)合homophilic binding，相鄰細(xì)胞表面的 同種黏附分子間的識(shí)別與黏著；異親型結(jié)合hetrophilic binding，不同種黏附分子間的識(shí)別與黏著，選擇素和整聯(lián)蛋白 主要靠這種方式 介導(dǎo)細(xì)胞黏附；連接分子依賴性結(jié)合linker-dependent binding，相鄰細(xì)胞

21、的黏附分子通過 連接分子介導(dǎo)，才能相互識(shí)別與黏著 鈣粘素家族鈣粘素 也稱 鈣粘蛋白，是一類依賴于Ca2+的 同親型 細(xì)胞黏附 分子，在胚胎發(fā)育中的 細(xì)胞識(shí)別、遷移、分化，以及組織器官 構(gòu)筑中 起重要作用鈣粘素 在不同種類細(xì)胞、不同發(fā)育階段，表達(dá)的數(shù)量和種類均不同已鑒定出50多種 鈣粘素，分布于不同組織，如 上皮組織的E-鈣粘素epithelial cadherin、神經(jīng)組織的N-鈣粘素、胎盤(乳腺、表皮)P-鈣粘素、血管內(nèi)皮細(xì)胞VE-鈣粘素 等 1.鈣粘素分子結(jié)構(gòu)多數(shù)鈣粘素分子 是單次跨膜糖蛋白，由700750個(gè)aa組成，在質(zhì)膜中常以同源二聚體形式存在鈣粘素分子結(jié)構(gòu) 同源性很高，不同鈣粘素之間

22、 有50%60%氨基序列相同鈣粘素的胞外區(qū) 約110aa，常折疊成5個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域，Ca2+結(jié)合在重復(fù)結(jié)構(gòu)之間，將胞外區(qū)鎖定在一起，形成棒狀結(jié)構(gòu)，賦予鈣粘素分子以強(qiáng)度結(jié)合Ca2+越多，鈣粘素剛性越強(qiáng)；去除Ca2+，胞外區(qū)便變得松軟，易被蛋白酶水解鈣粘素 胞內(nèi)部分 高度保守，通過附著蛋白 與細(xì)胞骨架相連細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連 2.鈣粘素的功能介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間的同親性細(xì)胞 粘附：胚胎、成人的組織中，同類細(xì)胞的相互識(shí)別黏著，如 E-鈣粘素 介導(dǎo)上皮細(xì)胞粘著將編碼E-鈣粘素 的基因 轉(zhuǎn)染到 不表達(dá)鈣粘素的 成纖維細(xì)胞中，可促使 成纖維細(xì)胞之間的 Ca2+依賴性 同親性細(xì)胞黏附；抗

23、E-鈣粘素 抗體可以抑制 這種黏附在個(gè)體發(fā)育中 影響細(xì)胞分化，參與組織器官的形成：個(gè)體發(fā)育中 通過控制 鈣粘素表達(dá)的種類與數(shù)量，而決定胚胎細(xì)胞間的相互作用，從而影響分化、組織器官的形成E-鈣粘素 從胚胎的8細(xì)胞期 開始表達(dá)，使分裂球緊密粘合；隨胚胎發(fā)育，停止表達(dá)E-鈣粘素 而表達(dá)其他鈣粘素，如N-鈣粘素 等參與細(xì)胞之間穩(wěn)定的特化連接結(jié)構(gòu)：在黏合帶連接中，鈣粘素的胞內(nèi)區(qū) 通過、連環(huán)蛋白 與肌動(dòng)蛋白纖維 相連；而在 橋粒連接中，細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連 鈣粘素胞內(nèi)區(qū) 通過胞質(zhì)斑與中間纖維 相連一些 鈣粘素 在錨定連接 形成過程中，起調(diào)節(jié)信號(hào)的傳遞作用；如 VE-鈣粘素 不僅介導(dǎo) 內(nèi)皮細(xì)胞間的 黏附，

24、還傳遞 生長(zhǎng)因子信號(hào) 到細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連3.鈣粘素與疾病鈣粘素功能的 喪失，使惡性腫瘤 容易擴(kuò)散；缺失E-鈣粘素 可導(dǎo)致 上皮腫瘤的發(fā)生； E-鈣粘素 表達(dá)越多，細(xì)胞轉(zhuǎn)移越少；升高惡性腫瘤細(xì)胞中 鈣粘素的表達(dá)，有利于抑制腫瘤 選擇素 selectin選擇素 是一類 依賴于Ca2+的 異親性 細(xì)胞黏附分子，能特異性 識(shí)別其他細(xì)胞表面寡糖鏈中的 特定糖基，介導(dǎo) 白細(xì)胞與 血管內(nèi)皮細(xì)胞、血小板 的識(shí)別和暫時(shí)性黏附，幫助 白細(xì)胞、血小板 進(jìn)入炎癥部位選擇素家族 包括3種成員：L-選擇素(L-selectin)：最早在淋巴細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)，在各種白細(xì)胞上都表達(dá)P-選擇素(P-selectin)：存

25、在于血小板和內(nèi)皮細(xì)胞E-選擇素(E-selectin)：存在于上皮細(xì)胞中淋巴器官的 上皮細(xì)胞表達(dá)寡糖，能被淋巴細(xì)胞上的 L-selectin所識(shí)別，使淋巴細(xì)胞被 淋巴器官捕獲 而走走停停，這個(gè)現(xiàn)象叫 淋巴細(xì)胞的 歸巢反應(yīng)。L-選擇素 就是這樣 最早被發(fā)現(xiàn)命名的細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連活化后轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面 1.選擇素的分子結(jié)構(gòu)選擇素 是單次 跨膜糖蛋白，其胞外區(qū) 由三個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)域 組成：N-末端的凝集素lectin 結(jié)構(gòu)域、表皮生長(zhǎng)因子EGF樣 結(jié)構(gòu)域、補(bǔ)體結(jié)合蛋白 同源結(jié)構(gòu)域N-末端凝集素結(jié)構(gòu)域：識(shí)別特異糖基，參與細(xì)胞間選擇性黏附的 重要活性部位3種選擇素 均可識(shí)別一類 特定的糖基， Ca2+參

26、與該識(shí)別黏附過程表皮生長(zhǎng)因子結(jié)構(gòu)域、補(bǔ)體結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)域，具有加強(qiáng)分子間黏附 以及參與補(bǔ)體系統(tǒng) 調(diào)節(jié)等 作用細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連選擇素分子的胞內(nèi)區(qū) 可通過錨定蛋白 與細(xì)胞內(nèi)微絲結(jié)合 2.選擇素的功能主要功能是 參與白細(xì)胞 與血管內(nèi)皮細(xì)胞或血小板的 識(shí)別與黏附，幫助白細(xì)胞 進(jìn)入炎癥部位在炎癥部位，血管內(nèi)皮表達(dá)E-選擇素，可識(shí)別 白細(xì)胞和血小板上的 寡糖鏈，由于這種識(shí)別結(jié)合較弱，加上血流的沖刷，白細(xì)胞在炎癥部位的血管中 黏附、分離、再黏附、再分離，呈現(xiàn)滾動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)隨后激活了自身的整聯(lián)蛋白，由 整聯(lián)蛋白介導(dǎo) 白細(xì)胞與血管內(nèi)皮 的緊密結(jié)合，使白細(xì)胞 經(jīng)內(nèi)皮 細(xì)胞間隙 遷移至組織細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連

27、免疫球蛋白超家族 immunoglobin-superfamily, Ig-SF是一類 分子結(jié)構(gòu)中 含有類似 免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域、不依賴Ca2+的 細(xì)胞黏附分子這類分子的胞外區(qū) 由一個(gè)或多個(gè) 免疫球蛋白(Ig)樣 結(jié)構(gòu)域 組成；每個(gè) Ig結(jié)構(gòu)域 都是由90110個(gè)aa形成的 緊密折疊結(jié)構(gòu)，其間有 二硫鍵相連IgSF成員復(fù)雜，包括多個(gè)粘附分子家族，有的介導(dǎo) 同親型 細(xì)胞黏著，如 各種神經(jīng)細(xì)胞黏附分子 neural cell adhesion molecule, N-CAM，及血小板-內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子PE-CAM有的介導(dǎo) 異親型 細(xì)胞黏著，如 細(xì)胞間粘附分子 I-CAM、血管細(xì)胞粘附分子 V-CAM

28、 等大多IgSF 介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和 免疫應(yīng)答細(xì)胞之間的 特異的相互作用；一些IgSF成員，如 N-CAM 介導(dǎo) 非免疫細(xì)胞的黏著細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連 1.Ig-SF黏附分子的功能了解最多的是N-CAM，是一類 表達(dá)于 神經(jīng)細(xì)胞的Ig-SF 黏附分子，由單一基因編碼，mRNA的選擇性 剪接及糖基化的不同 形成了20余種 不同的N-CAM，其配體也是N-CAM所有N-CAM的胞外區(qū) 都有5個(gè)Ig樣 結(jié)構(gòu)域， 通過 同親型黏著機(jī)制 與相鄰細(xì)胞同類分子 結(jié)合黏附載一起，與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、軸 突的生長(zhǎng)和再生、突觸的形成關(guān)系密切 N-CAM的基因缺陷 可引起智力發(fā)育遲緩 和其他神經(jīng)系統(tǒng)病變細(xì)胞黏附分子與細(xì)

29、胞粘連一些Ig-SF成員 通過異親型細(xì)胞黏附機(jī)制 參與細(xì)胞黏附：如 血管細(xì)胞粘附分子V-CAM，表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，結(jié)合白細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白41，使白細(xì)胞沿內(nèi)皮滾動(dòng) 并固著于炎癥部位的血管內(nèi)皮，發(fā)生鋪展，進(jìn)而分泌水解酶 穿過血管壁細(xì)胞間粘附分子I-CAM，有多種類型，體內(nèi)分布范圍廣，可表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，結(jié)合白細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白，在炎癥中發(fā)揮作用血小板-內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子 PE-CAM，主要表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞和血小板，既可進(jìn)行 同親型黏著，又可進(jìn)行 異親型黏著，在血管內(nèi)皮的緊密黏附中 起主要作用 2. Ig-SF黏附分子與醫(yī)學(xué)神經(jīng)細(xì)胞黏附分子L1(N-CAM-L1) 主要在神經(jīng)細(xì)胞表達(dá)，與神經(jīng)元

30、之間的黏附及相互作用有關(guān)；孕期過度飲酒，酒精可結(jié)合N-CAM-L1，致使胚胎小腦細(xì)胞間，喪失 相互識(shí)別黏附能力，出現(xiàn)精神異常、顏面畸形； N-CAM-L1基因突變 個(gè)體，具有相似表型 FAS細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連I-CAM、V-CAM、PE-CAM 在免疫排斥反應(yīng)中 具有重要作用；如 I-CAM介導(dǎo) 腫瘤細(xì)胞與白細(xì)胞的黏附，腫瘤細(xì)胞I-CAM表達(dá)降低 可能與腫瘤細(xì)胞 逃逸免疫監(jiān)視 有關(guān)； I-CAM缺失的小鼠 出現(xiàn)炎癥反應(yīng)缺陷 整聯(lián)蛋白家族 integrin又稱 整合素，是一類普遍存在于脊椎動(dòng)物細(xì)胞表面，依賴Ca2+或Mg2+的異親型細(xì)胞粘附分子，介導(dǎo) 細(xì)胞-細(xì)胞 或 細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)的相互識(shí)

31、別和黏附，具有聯(lián)系細(xì)胞內(nèi)外的功能 1.整聯(lián)蛋白是由和兩個(gè)亞基形成的異二聚體跨膜蛋白目前鑒定出 24種不同的亞基 和9種亞基，相互以非共價(jià)鍵相連亞基 和亞基 均由 胞外區(qū)、跨膜區(qū)、胞內(nèi)區(qū) 三個(gè)部分組成； 其胞外區(qū)的 頭部區(qū) 與配體結(jié)合胞內(nèi)區(qū) 很短，只含有 3050個(gè)aa，可通過與 胞內(nèi)的一些 連接蛋白(踝細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連 蛋白、輔肌動(dòng)蛋白、Filamin、紐蛋白) 與細(xì)胞內(nèi)的 肌動(dòng)蛋白絲等 骨架成分 相互作用胞外區(qū)可與 纖粘連蛋白、層粘連蛋白、膠原 等 含有Arg-Gly-Asp (RGD) 三肽序列的 細(xì)胞外基質(zhì)成分 結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)胞與 細(xì)胞外 基質(zhì)的黏著，如 黏著斑、半橋粒細(xì)胞黏附分子與

32、細(xì)胞粘連不同細(xì)胞 表達(dá)的整聯(lián)蛋白 在組成上 不盡相同；一種整聯(lián)蛋白 可以結(jié)合 多種配體，一種配體 也可結(jié)合 多種整聯(lián)蛋白細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連 2.整聯(lián)蛋白的功能介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用：一些細(xì)胞表面有與整聯(lián)蛋白結(jié)合的特異性配體，如IgSF，可以介導(dǎo)細(xì)胞間的反應(yīng)2亞基組成的整聯(lián)蛋白 使白細(xì)胞在感染部位的 血管內(nèi)皮細(xì)胞上黏附，白細(xì)胞以此遷移出血管，進(jìn)入炎癥部位3亞基組成的整聯(lián)蛋白 介導(dǎo)血小板的黏附，參與凝血過程細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的相互作用，將細(xì)胞外基質(zhì)同細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞骨架連成一個(gè)整體 1亞基組成的整聯(lián)蛋白 其胞外區(qū)可與 纖粘連蛋白、層粘連蛋白、膠原等 含有Arg-Gly-Asp (RGD)三肽序列的 細(xì)胞外基質(zhì)成分結(jié)合，使細(xì)胞黏著于細(xì)胞外基質(zhì)上整聯(lián)蛋白與配體 低親和力，有利于細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)或遷移整聯(lián)蛋白在信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用：整聯(lián)蛋白與配體 集結(jié)成簇，除建立牢固結(jié)合，又可啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)不同整聯(lián)蛋白與不同配體結(jié)合，可產(chǎn)生各種各樣的信號(hào)：包括Ca2+向胞質(zhì)的釋放、磷酸肌醇第二信使 的合成 及細(xì)胞內(nèi) 蛋白質(zhì)酪氨酸的 磷酸化等從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、生長(zhǎng)