细胞连接与细胞黏附

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细胞连接与细胞黏附

• 概述
  • 细胞间的连接 细胞¾¾¾¾¾¾¾®组织®器官®系统®有机体 细胞与外基质的连接
  • 细胞连接与细胞黏附是细胞间结构和功能相关联的基本形式
• 细胞连接
  • 定义：细胞与其它细胞或细胞外基质结合的特化结构
  • 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
  • 分类
    • 封闭连接/紧密连接
      • 存在部位：上皮细胞的顶部
      • 电镜下结构：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
      • 缝隙：10~15nm，可能存在零间隙
      • 功能
        • 封闭上皮组织的间隙，形成一道与外界隔离的封闭带，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内
        • 形成上皮细胞质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
      • 医学：血脑屏障、血睾屏障；肠道吸收葡萄糖的保证
        • 小肠上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输 小肠上皮细胞转运葡萄糖为协助扩散
    • 锚定连接
      • 定义：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
      • 功能：形成能够抵抗机械张力的牢固粘合，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
      • 分类
        • 黏着连接
          • 与肌动蛋白丝相连的锚定连接
          • 黏着带
            • 细胞与细胞之间的黏着连接
            • 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
              • 穿膜黏着蛋白-钙黏着蛋白，属于Ca+依赖性细胞黏附分子 胞内区：通过细胞内锚定单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
              • 锚定蛋白
          • 黏着斑
            • 细胞与细胞外基质间的黏着连接
            • 存在部位：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
              • 穿膜黏着蛋白-膜整联蛋白 胞外区：与细胞外基质成分相连 胞内区：通过锚定蛋白与肌丝蛋白丝相连
              • 锚定蛋白
            • 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
        • 桥粒连接
          • 与中间纤维相连的锚定连接
          • 桥粒
            • 细胞与细胞之间的连接
            • 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
            • 分子组成
              • 细胞内锚定蛋白-构成桥粒斑，是中间纤维附着的部位
              • 穿膜黏着蛋白-钙黏着蛋白家族 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Ca+的黏附机制 将两个相邻细胞连接在一起
            • 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
            • 疾病：天疱疮
          • 半桥粒
            • 细胞与细胞外基质间的连接
            • 化学组成
              • 锚定蛋白-网蛋白，构成胞质斑，可与细胞内的中间纤维相连
              • 穿膜黏着蛋白-整联蛋白，穿膜蛋白 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
            • 功能
              • 把上皮组织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
            • 疾病：大疱性天疱疮
      • 锚定连接由两大类蛋白构成
        • 细胞内锚定蛋白
          • 一端将特定的细胞骨架成分与连接复合体连接
          • 另一端与穿膜黏着蛋白相连
        • 穿膜黏着蛋白
          • 一类细胞黏附分子
          • 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质蛋白相连
    • 通讯连接
      • 定义：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的连接形式
      • 分类
        • 间隙连接/缝隙连接
          • 间隙连接部位相邻细胞膜之间有2~3nm的缝隙
          • 基本结构单位
            • 连接子
              • 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
          • 功能
            • 加强相邻细胞的机械连接
            • 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
          • 通讯方式
            • 代谢耦联：分子量小的代谢物和信号分子（如无机离子、单糖、氨基酸、 核苷酸、维生素等）在相邻细胞通过间隙连接的传递
            • 电耦联/离子耦联：其连接子是一种离子通道，带电的离子 能通过间隙连接到达相邻细胞
        • 突触
          • 神经元之间或神经元与效应细胞（如肌细胞）之间通过突触完成神经冲动的传递
          • 电突触：细胞间形成间隙连接，电冲动可直接通过间隙连接 从突触前向突触后传导，突触速度快而准确
          • 化学突触：突触前和突触后细胞膜之间存在20nm宽的间隙，神经冲动通过 神经递质小泡释放神经递质作用于突触后细胞，引起新的神经冲动。 有一个“电信号-化学信号-电信号”的转换过程，是一种间接而慢速 的信息传递形式
• 细胞黏附
  • 在细胞识别的基础上，细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程称为细胞黏附
  • 细胞黏附分子
    • 定义：一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，是介导细胞与细胞之间、 细胞与细胞外基质之间互相结合并起黏附作用的一类细胞表面分子
    • 分类
      • 钙黏着蛋白
        • 一类依赖于Ca+的同亲型的细胞黏附分子
        • 分子结构
          • 单次穿膜糖蛋白
          • 在质膜中常以同源二聚体的形式存在
          • 钙黏着蛋白分子结构同源性很高
          • 胞外区常折叠成5个重复结构域，可结合Ca+，赋予钙黏着蛋白刚性和强度 Ca+结合越多，钙黏着蛋白刚性越强
        • 功能
          • 介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附
          • 在个体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官的形成
            • 上皮-间质转型：上皮细胞转型为间质细胞或间质细胞转型为上皮细胞是一个 受控的可逆过程，是细胞转分化的一种方式，其分子机制是 E-钙黏着蛋白的表达与否
          • 子主题
      • 选择素
      • 免疫球蛋白超家族
      • 整联蛋白家族
    • 组成
      • 胞外区：较长，是肽链的N端部分，带有糖链，是与配体识别的部位
      • 跨膜区：多为一次性穿膜的疏水区
      • 胞质区：较小，肽链的C端部分，可与质膜下的 细胞骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合
    • 细胞黏附分子介导细胞识别与黏附的方式
      • 同亲型结合：相邻细胞表面的同种黏附分子间的相互识别与黏附，如钙黏着蛋白
      • 异亲型结合：两相邻细胞表面的不同种黏附分子间的相互识别与黏附， 如选择素和整联蛋白
      • 连接分子依赖性结合：相邻细胞黏附分子通过连接分子中介才能相互识别与黏附
• 主题