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細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞章演示文稿本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第1頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分(優(yōu)選)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞章本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第2頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分除了血液和結(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celljunction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、通訊連接細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第3頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分緊密連接tightjunction人和脊椎動(dòng)物體內(nèi)的封閉連接(occludingjunction)只有一種,稱為:緊密連接tightjunction
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(lái)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)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第4頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(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、Zonulaoccluden(ZO)蛋白等本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第5頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分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)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第6頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第7頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分前兩種是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:①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
本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第8頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分保持內(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-brainbarrier、和血睪屏障blood-testisbarrier,保護(hù)器官免受異物傷害②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(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)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第9頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分錨定連接anchoringjunction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:①與肌動(dòng)蛋白纖維相連的錨定連接,稱:黏合連接adheringjunction;其中細(xì)胞與細(xì)胞間的黏合連接——黏合帶adhesionbelt;細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏合連接——黏著斑adhesionplaque②與中間纖維相連的錨定連接,稱:橋粒連接desmosomejunction;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)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第10頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(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intracellularanchorproteins: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transmembraneadhensionproteins: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)域相互作用本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第11頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(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adhesionbelt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15~30nm,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)胞黏附分子本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第12頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分鈣粘素在質(zhì)膜中形成同源二聚體,相鄰細(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:α、β、γ連環(huán)蛋白(catenins),α-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α-輔肌動(dòng)蛋白β-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)通路本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第13頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分黏合帶為上皮細(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adhesionplaque/focaladhesions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、α-輔肌動(dòng)蛋白、細(xì)絲蛋白filamin、紐蛋白vinculin等細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第14頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分樁蛋白Paxillin
肌動(dòng)蛋白纖維Actinfilament
α-輔肌動(dòng)蛋白α-Actinin
Focaladhesionkinase
DNA膠原纖連蛋白紐蛋白Vinculin
踝蛋白Talin
細(xì)胞核整聯(lián)蛋白α亞基整聯(lián)蛋白β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本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第15頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分黏著斑在肌細(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0.5μm,稱為橋粒斑desmosomalplaque細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第16頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分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keratinfilaments,心肌細(xì)胞中是結(jié)蛋白絲desminfilaments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)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第17頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分橋粒芯糖蛋白Desmoglein橋粒芯膠蛋白
Desmocollin橋粒珠蛋白Plakoglobin
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(lái)張力、壓力及撕裂力的能力本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第18頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(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α6或β4基因突變,均引起大泡性表皮松懈癥,癥狀類似前者本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第19頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第20頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分通訊連接communicatingjunction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communicatingjunction動(dòng)物組織中有兩種通訊連接:間隙連接gapjunction、化學(xué)突觸chemicalsynapse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2~4nm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)0.3μm間隙連接的基本結(jié)構(gòu)單位是連接子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1.5~2nm的親水性通道細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第21頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第22頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分相鄰質(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本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第23頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分不同連接子蛋白構(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cellcommunication: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)本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第24頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分1.代謝耦聯(lián)metaboliccoupling代謝耦聯(lián)metaboliccoupling,又稱化學(xué)耦聯(lián)chemicalcoupling:連接子形成的1.5nm的親水性通道,允許分子量1000-1500Da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)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第25頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分2.電耦聯(lián)electriccoupling又稱離子偶聯(lián)ioniccoupling,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20nm寬,傳遞神經(jīng)遞質(zhì),引起突觸后膜動(dòng)作電位細(xì)胞連接本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第26頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(xì)胞黏附分子celladhesionmolecule,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:①較長(zhǎng)胞外區(qū),其N-端帶有糖鏈,是與配體識(shí)別部位;②跨膜區(qū),多為一次性跨膜蛋白;③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)黏附本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第27頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(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:①同親型結(jié)合homophilicbinding,相鄰細(xì)胞表面的同種黏附分子間的識(shí)別與黏著;②異親型結(jié)合hetrophilicbinding,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;③連接分子依賴性結(jié)合linker-dependentbinding,相鄰細(xì)胞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epithelialcadherin、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-鈣粘素等本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第28頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分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700~750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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第29頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第30頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分2.鈣粘素的功能①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E-鈣粘素抗體可以抑制這種黏附②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③參與細(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α、β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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第31頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分
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,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),有利于抑制腫瘤本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第32頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分選擇素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)胞表面本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第33頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第34頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分選擇素分子的胞內(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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第35頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分免疫球蛋白超家族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90~110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neuralcelladhesionmolecule,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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第36頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第37頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分一些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α4β1,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)胞粘連本文檔共43頁(yè);當(dāng)前第38頁(yè);編輯于星期二\5點(diǎn)31分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C
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