細(xì)胞的社會(huì)聯(lián)系

第17章細(xì)胞的社會(huì)聯(lián)系多細(xì)胞生物體內(nèi)沒(méi)有“孤立”的細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞通訊、黏著、連接以及細(xì)胞與胞外基質(zhì)的相互作用構(gòu)成復(fù)雜的細(xì)胞社會(huì)決定細(xì)胞的行為和命運(yùn)，包括結(jié)構(gòu)與功能分化、位置以及生死抉擇，維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)平衡維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)平衡第一節(jié)細(xì)胞連接

細(xì)胞連接(celljunction):細(xì)胞質(zhì)膜的特化區(qū)域，通過(guò)膜蛋白、細(xì)胞骨架蛋白或者胞外基質(zhì)形成的細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間的連接結(jié)構(gòu)。3大類(lèi)：·封閉連接·錨定連接·通訊連接Communicationjunctions通訊連接一、緊密連接（tightjunction）一般存在于上皮細(xì)胞之間冰凍斷裂復(fù)型技術(shù)顯示出它是由圍繞在細(xì)胞四周的“焊接線(xiàn)”形成主要功能：

形成滲透屏障eg.

血腦屏障(BBB)將電子致密物氫氧化鑭加入上皮細(xì)胞一側(cè)作為示蹤物，不能夠通過(guò)緊密連接進(jìn)入細(xì)胞的另一側(cè)形成上皮細(xì)胞膜蛋白與膜脂分子側(cè)向擴(kuò)散的屏障，維持上皮細(xì)胞極性緊密連接形成的滲透屏障是相對(duì)的，某些小分子可通過(guò)緊密連接，以細(xì)胞旁路途徑從上皮細(xì)胞層一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)或“滲漏”到另一側(cè)二、錨定連接增強(qiáng)組織中細(xì)胞承受機(jī)械力的能力細(xì)胞內(nèi)錨蛋白+跨膜黏附性蛋白與中間絲相連的錨定連接：橋粒與半橋粒橋粒(desmosome)：相鄰細(xì)胞內(nèi)的中間絲通過(guò)橋粒相互作用，將相鄰細(xì)胞連成一體，增強(qiáng)了細(xì)胞抵抗外界壓力與張力的機(jī)械強(qiáng)度中間絲—鈣黏蛋白橋粒結(jié)構(gòu)自身免疫缺陷病--天皰瘡:患者自身抗體結(jié)合橋?？缒ゐじ叫缘鞍踪|(zhì)，破壞橋粒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致上皮細(xì)胞間錨定連接喪失，體液滲漏而產(chǎn)生嚴(yán)重的皮膚水皰病天皰瘡小鼠模型半橋粒(hemidesmosome)：細(xì)胞與胞外基質(zhì)間的連接中間絲----整聯(lián)蛋白----層粘連蛋白通過(guò)半橋粒，上細(xì)胞可以黏著在基膜上與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接：

黏著帶與黏著斑黏著帶(adhesionbelt)

推測(cè)在動(dòng)物胚胎發(fā)育形態(tài)建成過(guò)程中促使上皮細(xì)胞層彎曲形成神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)：微絲—鈣黏蛋白黏著斑(focaladhesion)細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間的連接方式微絲—整聯(lián)蛋白維持細(xì)胞運(yùn)動(dòng)張力以及影響細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)傳遞三、通訊連接間隙連接(gapjunction):

在動(dòng)物組織細(xì)胞間分布非常廣泛,幾乎所有的動(dòng)物組織細(xì)胞都利用間隙連接來(lái)進(jìn)行通訊聯(lián)系在神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞中的作用：電突觸與化學(xué)突觸傳遞信號(hào)不同，電突觸的間隙連接有利于細(xì)胞間的快速通訊結(jié)構(gòu)與成分:

基本結(jié)構(gòu)單位是連接子,形成一個(gè)直徑約1.5nm的親水性通道許多間隙連接單位往往集結(jié)在一起形成大小不一的片狀結(jié)密度梯度離心技術(shù)可將質(zhì)膜上的間隙連接區(qū)域的膜片分離出來(lái)功能:代謝偶聯(lián)：﹤1×103

放射自顯影信號(hào)放射性標(biāo)記胸苷TK+TK-間隙連接在胚胎早期發(fā)育中的作用：

間隙連接存在于發(fā)育與分化的特定階段的細(xì)胞之間間隙連接通透性的調(diào)節(jié)對(duì)小分子物質(zhì)的通透能力具有底物選擇性通透性受細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度和pH調(diào)節(jié)間隙連接的分布呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化G.Gaiettaetal.,Science296,503-507(2002)胞間連絲(plasmodesma)植物細(xì)胞間的通訊連接方式第二節(jié)細(xì)胞黏著及其分子基礎(chǔ)細(xì)胞連接需要細(xì)胞識(shí)別與黏著，然后在細(xì)胞骨架和跨膜蛋白參與下形成細(xì)胞連接同種類(lèi)型細(xì)胞間的彼此黏著是許多組織結(jié)構(gòu)的基本特征發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞間的識(shí)別、黏著、分離以及遷移對(duì)胚胎發(fā)育及形態(tài)建成具有重要作用細(xì)胞識(shí)別與黏著使具有相同表面特性的細(xì)胞聚集在一起形成組織和器官鈣黏蛋白結(jié)構(gòu)與功能其胞外最后一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域在Ca2+

結(jié)合后彼此“嵌合”在一起，從而實(shí)現(xiàn)Ca2+

依賴(lài)性細(xì)胞黏著細(xì)胞識(shí)別與黏著的分子基礎(chǔ)是細(xì)胞表面的細(xì)胞黏著分子(celladhesionmolecule)黏著分子是整合膜蛋白，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間的黏著或細(xì)胞與胞外基質(zhì)的黏著通過(guò)3種方式介導(dǎo)細(xì)胞識(shí)別與黏著

同親型結(jié)合、異親型結(jié)合、銜接分子依賴(lài)性結(jié)合鈣黏蛋白(cadherin)同親型結(jié)合、Ca2+依賴(lài)的細(xì)胞黏著糖蛋白鈣黏蛋白介導(dǎo)高度選擇性的細(xì)胞識(shí)別與黏著通過(guò)調(diào)控鈣黏蛋白的種類(lèi)與數(shù)量能影響細(xì)胞間的黏著與遷移，從而影響組織分化小鼠8細(xì)胞胚胎時(shí)期，表達(dá)E-鈣黏蛋白將松散的分裂球細(xì)胞變成緊密黏合的細(xì)胞。E-鈣黏蛋白突變，會(huì)導(dǎo)致胚胎細(xì)胞的分離和死亡上皮－間質(zhì)轉(zhuǎn)型涉及E-鈣黏蛋白的表達(dá)與否KalluriR&WeinbergRA,2009癌細(xì)胞演進(jìn)、干細(xì)胞分化與此有關(guān)KalluriR&WeinbergRA,2009選擇素(selectin)異親型結(jié)合、Ca2+依賴(lài)性的細(xì)胞黏著分子選擇素是跨膜蛋白，其胞外部分具有高度保守并能識(shí)別其他細(xì)胞表面特異性

寡糖鏈的凝集素（lectin）結(jié)構(gòu)域主要參與白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的識(shí)別與黏著，幫助白細(xì)胞經(jīng)血流進(jìn)入炎癥部位免疫球蛋白超家族(IgSF)分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類(lèi)似結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞黏著分子超家族(不依賴(lài)于Ca2+)大多介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和免疫應(yīng)答所需要的細(xì)胞之間的黏著整聯(lián)蛋白(integrin)普遍存在于脊椎動(dòng)物細(xì)胞表面，異親型結(jié)合、Ca2+

或Mg2+依賴(lài)性的細(xì)胞黏著分子，主要介導(dǎo)細(xì)胞與胞外基質(zhì)間的黏著由α、β兩個(gè)亞基形成跨膜異二聚體整聯(lián)蛋白通過(guò)與胞內(nèi)骨架蛋白的相互作用介導(dǎo)細(xì)胞與胞外基質(zhì)的黏著這一黏著通過(guò)自身結(jié)構(gòu)域與纖連蛋白、層粘連蛋白等含有RGD三肽的胞外基質(zhì)成分結(jié)合R--精氨酸G--甘氨酸D--天冬氨酸整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞整聯(lián)蛋白參與的信號(hào)傳遞方向有“由內(nèi)向外”及“由外向內(nèi)”兩種形式涉及細(xì)胞內(nèi)外配體活化細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白血液凝固過(guò)程：“由內(nèi)向外”傳遞信號(hào)血小板結(jié)合于受損血管或被其他可溶性信號(hào)分子作

用后引起細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的傳遞，活化整聯(lián)蛋白構(gòu)象發(fā)生改變而被激活?；罨恼?lián)蛋白與血液凝固蛋白—纖維蛋白原結(jié)合后導(dǎo)致血小板彼此粘連在一起形成血凝塊黏著斑介導(dǎo)的錨定依賴(lài)性生長(zhǎng)：“由外向內(nèi)”其典型信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路依賴(lài)細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶—黏著斑激酶(FAK)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、生存、凋亡等重要生命活動(dòng)第三節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)多細(xì)胞生物除細(xì)胞外，還包括由細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)和多糖所構(gòu)成的細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)在結(jié)締組織中含量最為豐富結(jié)締組織(ConnectiveTissue)：

骨、軟骨、角膜、肌腱、真皮動(dòng)物細(xì)胞的胞外基質(zhì)成分主要有3種類(lèi)型：①結(jié)構(gòu)蛋白：膠原和彈性蛋白，分別賦予胞外基質(zhì)強(qiáng)度和韌性；

②蛋白聚糖：由蛋白質(zhì)和多糖共價(jià)形成，高度親水，賦予胞外基質(zhì)抗壓能力；③粘連糖蛋白：纖連蛋白和層粘連蛋白，有助于細(xì)胞粘連到胞外基質(zhì)上胞外基質(zhì)不僅為組織的構(gòu)建提供了支撐框架，還對(duì)與其接觸的細(xì)胞的存活、發(fā)育、遷移、增殖、形態(tài)以及其他功能產(chǎn)生重要的調(diào)控作用膠原(collagen)結(jié)構(gòu)與類(lèi)型是胞外基質(zhì)最基本成分，也是動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原，由3條α鏈多肽盤(pán)繞成3股螺旋結(jié)構(gòu)α鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)具有Gly-X-Y三肽重復(fù)序列合成與裝配與大多數(shù)分泌蛋白的合成、修飾類(lèi)似，膠原的合成與組裝始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并在高爾基體中進(jìn)行修飾，最后在細(xì)胞外組裝成膠原纖維ER合成前體肽鏈，裝配成前膠原(procollagen)

前體鏈兩端無(wú)Gly-X-Y重復(fù)序列前膠原在胞外被前膠原肽酶切除N-及C-末端前肽,形成膠原分子膠原分子1/4聚合裝配成膠原原纖維(collagenfibril)、膠原纖維(collagenfiber)脯氨酸和賴(lài)氨酸殘基的羥基化有助于羥基間形成氫鍵，以穩(wěn)定膠原3股螺旋結(jié)構(gòu)缺少維生素C（抗壞血酸）時(shí)，脯氨酸的羥基化受到影響，導(dǎo)致胞外基質(zhì)中膠原不斷丟失而引起血管脆性增加從而引起壞血病膠原的功能胞外基質(zhì)中的其他組分通過(guò)與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，賦予組織剛性及抗張力強(qiáng)度成骨缺陷?。?/p>

Ⅰ型膠原發(fā)生突變彈性蛋白(elastin)主要存在于脈管壁及肺組織構(gòu)象呈無(wú)規(guī)則卷曲狀態(tài),通過(guò)Lys殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與膠原纖維共同存在，分別賦予組織彈性及抗張性隨著年齡增加，彈性蛋白不斷流失，膠原鉸鏈程度增加，導(dǎo)致關(guān)節(jié)不靈活、皮膚起皺、失去彈性攝于新疆糖胺聚糖糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的不分支的長(zhǎng)鏈多糖組成：氨基己糖+糖醛酸高度親水性的糖胺聚糖帶有大量負(fù)電荷，能夠吸引大量的陽(yáng)離子，結(jié)合大量水分子糖胺聚糖像海綿一樣吸水產(chǎn)生膨壓，賦予胞外基質(zhì)抗壓的能力蛋白聚糖由糖胺聚糖(除透明質(zhì)酸外)與核心蛋白的絲氨酸殘基共價(jià)連接形成的大分子蛋白聚糖軟骨中蛋白聚糖借助連接蛋白以非共價(jià)鍵的形式與透明質(zhì)酸結(jié)合形成復(fù)合體，賦予軟骨凝膠樣特性和抗變形能力蛋白聚糖與多種生長(zhǎng)因子結(jié)合，有利于激素分子與細(xì)胞表面受體結(jié)合

纖連蛋白和層粘連蛋白具有多個(gè)結(jié)構(gòu)域，提供胞外基質(zhì)和細(xì)胞表面受體結(jié)合位點(diǎn)，幫助細(xì)胞粘連在胞外基質(zhì)上,發(fā)揮“分子橋”的作用

纖連蛋白(fibronectin)有數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域,能識(shí)別并結(jié)合胞外基質(zhì)組分還能識(shí)別并結(jié)合細(xì)胞表面受體(通過(guò)自身RGD三肽序列)層粘連蛋白(laminin)有多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域與Ⅳ型膠原、肝素、

整聯(lián)蛋白等結(jié)合通過(guò)自身的RGD三肽序列與細(xì)胞質(zhì)膜上的整聯(lián)蛋白結(jié)合，將細(xì)胞錨定在基膜上基膜與細(xì)胞外被成分為Ⅳ型膠原、層粘連蛋白、巢蛋白以及基膜蛋白聚糖等對(duì)組織起結(jié)構(gòu)支撐、調(diào)節(jié)通透性等作用基膜(basallamina，basementmembrane)細(xì)胞外被(cellcoat)\糖萼(glycocalyx)細(xì)胞質(zhì)膜外表面覆蓋的一層黏多糖物質(zhì)，是細(xì)胞質(zhì)膜的正常結(jié)構(gòu)組分保護(hù)細(xì)胞膜，并在細(xì)胞識(shí)別中起重要作用植物細(xì)胞壁植物、真菌、藻