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10 细胞连接和细胞黏附 - Coggle Diagram
10 细胞连接和细胞黏附
细胞连接
质膜接触区
特化
形成连接结构
封闭连接
人和脊椎动物体内仅
紧密连接
一种
质膜间断续点状接触，接触点无间隙，非点状接触地10-15nm间隙
焊接线
（又“嵴线”）样带状网络，
成串排列特殊穿膜蛋白颗粒构成
40+种pro颗粒参与紧密连接
形成和功能
穿膜蛋白
嵴线
中确立两种
闭合蛋白（65kd）4次穿膜
密封蛋白（20-27kd）4次穿膜
形成嵴线的主要成分
CN都向着胞质
胞质外周蛋白
ZO
带状环绕每个上皮细胞顶部，
紧密连接相邻细胞，
封闭细胞间隙
层数→密封程度
功能
封闭上皮细胞间隙
形成与外界隔离的封闭带
防止C外物质无选择通过C间隙
保持内环境稳定
（小肠，阻隔腔内大部分物质；
脑、睾丸：血-脑、血-睾屏障）
（形成上皮细胞质膜与膜脂分子侧向扩散的屏障，）
维持上皮细胞极性
锚定连接
①由
细胞骨架纤维
参与，②存在于相互接触的C间/C&C外基质间的细胞连接
黏着连接（和
肌动蛋白纤维
相连）
黏着带（CC间）
连续的带状结构
相邻质膜间隙15-30nm
，
穿膜黏着蛋白
——
（钙黏着蛋白）
黏合
钙黏着蛋白在质膜中形成
同源二聚体
相邻细胞的钙黏着蛋白
胞外部分
相互结合
胞内部分
通过
锚定蛋白
与
肌动蛋白纤维
相连
形成广泛跨膜网
胞内侧的锚定蛋白有
α、β、γ联蛋白
α-辅肌动蛋白
黏着斑蛋白
功能
为上皮细胞、心肌细胞提供抵抗机械张力的牢固黏合，维持细胞形态和组织器官完整性
微丝束收缩功能→黏着带在胚胎发育中使上皮细胞内陷形成
管状、泡状
器官原基，对形态发生起重要作用
黏着斑（C&C外基质间）
结构组成
膜整联蛋白
（又
整合素
）作为穿膜黏着蛋白：和C
外基质的连接是
受体和配体
之间的识别和结合
胞内部分
锚定蛋白与肌动蛋白纤维相连
踝蛋白
α-辅肌动蛋白
细丝蛋白
纽蛋白
黏着斑蛋白
胞外部分
与细胞外基质（纤连蛋白、胶原）相连
功能
参与肌细胞和肌腱（主要是胶原）之间的连接
体外培养细胞通过黏着斑附着于培养皿表面
形成解离对细胞铺展迁移重要意义
细胞信号转导
桥粒连接（和
中间纤维
相连）
桥粒（CC间）
上皮细胞黏合带下方，相邻细胞接触点上
类似纽扣状
的连接结构，含桥粒斑
质膜间隙20-30nm
胞质侧各有一个由C内
多种锚定蛋白
构成的
胞质斑
，d=0.5nm，称为
桥粒斑
桥粒斑
两种蛋白构成
桥粒斑珠蛋白
桥粒斑蛋白
附着于桥粒斑的中间纤维
（中间纤维伸向桥粒斑，被更细的纤维牢固连接在桥粒斑上，然后折返形成袢环结构）
上皮细胞：角蛋白丝
心肌细胞：结蛋白丝
质膜处穿膜黏着蛋白：
钙粘着蛋白
家族
桥粒黏蛋白
桥粒胶蛋白
向内与桥粒斑相连
向外和相邻细胞的
穿膜黏着蛋白
相连
依赖的
Ca2+黏合机制
连接相邻两个细胞
疾病
胰蛋白酶、胶原酶、透明质酸酶、Ca2+螯合剂
破坏桥粒结构
天疱疮：患者自身产生抗桥粒穿膜黏着蛋白抗体。导致桥粒破坏
组织液通过细胞间隙渗进皮肤，皮肤水泡/危及生命
半桥粒（C&C外基质间）
上皮细胞
和
基底膜
之间的
连接装置
结构仅为桥粒的一半
功能
连上皮细胞和下方的基底膜
防止机械力造成的上皮组织剥离
结构组成
胞质斑：网蛋白
穿膜黏着蛋白：
整联蛋白
和基底膜中层粘连蛋白结合，锚定细胞和基底膜
疾病
抗半桥粒自身抗体→老年人
大泡性类天疱疮
层粘连蛋白、整联蛋白α6/β4突变→大泡性表皮松懈症
2大类结构pro
细胞内锚定pro
胞质面形成突出的斑
将连接复合体和肌动蛋白纤维/中间纤维相连
穿膜黏着pro
胞质区连接一个/多个细胞内锚定蛋白，C外区域和C外基质/另一个C穿膜黏着蛋白的C外区域相互作用
通讯连接
①动物组织相邻细胞膜上存在
特殊连接通道
，②进行细胞间电信号、化学信号的通讯联系，③从而完成群体细胞间的合作与协调
间隙连接
基本结构单位——
连接子
长7.5nm，外径6nm
6个相同/相似的
连接子蛋白
环绕
20+种，属于同一蛋白家族
异源连接子（不同连接子pro）
同源连接子——相同连接子pro
all连接子pro有4个保守跨膜区
不同连接子pro构成的连接子通透性导电率可调节性方面不同【
组织细胞特异性
】
心肌细胞连接子pro
Cx43
，心脏电传导系统
Cx40
，这两种连接时其之间
没有通透功能
中央1.5-2nm的亲水通道
相邻质膜上的两个连接子相对接在一起，通过中央孔道相通
一个间隙连接处几个-几千几万个连接子数目
功能
加强机械连接（相邻细胞）
介导胞间通讯
细胞通讯
（名词解释）：一个细胞的信息通过化学递质或者电脑信号传递给另一个细胞，协调相邻细胞之间的功能活动
分类
代谢耦联
小分子（<1kd）代谢物和信号分子在相邻C间传递（通过1.5nm的亲水性通道）
胚胎发育早期
very imp
建立血液循环前
平均分配物质，控分化
分化时不同组织C间解耦联
同组织依旧耦联
通透性可调节，降低pH/升高Ca2+浓度降低通透性
1 more item...
电耦联（离子耦联）
一种离子通道，带电离子通过间隙到达相邻C，传递电信号
具有兴奋性的组织细胞间广泛存在电耦联（带电离子通过连接子，动作电位扩散，速度快而准确）
4 more items...
突触
电突触（电信号通过间隙连接传导【快而准确】）
无脊椎动物和鱼类
逃避反射
化学突触（间隙20nm），传递神经递质
细胞黏附
通过
细胞黏附分子
介导CC、
C&C外基质连接
总结构特点
全是穿膜糖蛋白
胞外区
较长，肽链
N端
有
糖链
——
配体识别的部位
胞质区
肽链的
C端
部分，一般较小，可与质膜下细胞骨架成分/胞内信号转导蛋白结合
穿膜区
多为
一次穿膜
的α-helix
多需要依赖Ca2+/Mg2+起作用
在细胞骨架参与下，形成细胞连接（锚定连接）结构（桥/黏着）
三种方式介导细胞识别和黏着
同亲型结合
：相邻细胞表面的同种黏附分子之间的识别和黏着
异亲型结合
：不同种黏附分子间的识别和黏着。
选择素
和
整联蛋白
连接分子依赖性结合
：相邻C间黏附分子通过
连接分子介导
才相互识别和黏着
四大类
钙黏着蛋白家族
（依赖于Ca2+的
同亲型
细胞黏附分子）
总（杂）
不同种类C、不同发育阶段，表达的种类和数量均不同
已经鉴定≈200中，eg.
上皮组织中E-钙黏着蛋白
神经组织中N-钙黏着蛋白
胎盘（乳腺表皮）P-~
血管内皮C中VE-~
在胚胎发育中
细胞识别、迁移、分化及组织器官的构筑中imp作用
结构特点
most单次跨膜，700-750aa，质膜中常以
同源二聚体
形式存在
同源性很高，不同pro50-60%相同aa
胞外区
5个重复结构域
每个≈110aa
Ca2+在**重复结构之间
越多Ca2+，刚性越强；去除Ca2+，胞外区松软易水解
胞内部分高度保守，通过
胞内联蛋白
和细胞骨架相连
（
胞质斑
和
中间纤维
相连）
功能
介导CC间
同亲性细胞黏附
影响细胞分化
参与细胞之间
稳定的特化连接结构
和
疾病
功能丧失——扩散（肿瘤）
其表达和器官纤维化有关
选择素
（依赖Ca2+的
异亲型
~）
特异性识别其他C表面寡糖链中的
特定糖基
，介导白细胞和血管内皮细胞/血小板的
识别和暂时性黏附
，帮助白细胞和血小板
进入炎症部位
三种
选择素
E-选择素（活化内皮），活化后转运至细胞表面
L-选择素（淋巴【最早】白）
P-选择素（血小板&内皮）（活化后转运至细胞表面）
分子结构
单次跨膜，3个结构域
N-末端凝集素样结构域
（识别特异糖基，参与细胞间选择性黏附的重要活性部位）
【三种选择素都可识别一类特定的糖基，Ca2+参与识别黏附过程】
表皮生长因子EGF样结构域
【加强分子间黏附，参与补体系统调节】
补体结合蛋白同源结构域
【加强分子间黏附，参与补体系统调节】
胞内区
通过
锚定蛋白
和细胞内
微丝
结合
功能
参与白细胞和血管内皮细胞/血小板的识别和黏附，帮助白细胞进入炎症部位
过程
血管内皮表达E-选择素→识别白细胞和血小板上的寡糖链→（识别结合比较弱+血流冲刷）白细胞在炎症部位血管中黏附、分离、再黏附、再分离（滚动方式运动）→激活白细胞自身的整联蛋白→整联蛋白介导白细胞和血管内皮紧密结合→白细胞经内皮细胞间隙迁移至组织
整联蛋白家族
又称
整合素
，使普遍存在于脊椎动物细胞表面，依赖Ca2+/Mg2+的
异亲型
细胞黏附因子【CC&CC外基质，联系细胞内外】
分子特点
（24种不同α亚基
9种β亚基）
α和β亚基构成异二聚体
，
两亚基都是穿膜蛋白
胞外区
：
球状头部区
，配体结合部位，结合二价阳离子之后结合配体；可以通过自身结构域和
纤粘连蛋白、层粘连蛋白、胶原
等含有
Arg-Gly-Asp（RGD）
三肽序列的细胞外基质成分结合，介导C&C外基质黏着，（eg黏着斑半桥粒）
跨膜区
胞内区
：很短，30-50aa，可通过C内一些连接蛋白（
踝蛋白、α-辅肌动蛋白、细丝蛋白、纽蛋白
）和细胞内MF等细胞骨架成分相互作用
功能
介导C间相互作用
介导C&C外基质相互作用
整联蛋白和配体之间低亲和力
，有利于C运动或迁移
整联蛋白
在
信号传递
中发挥重要作用：
整联蛋白和配体
集结成簇
，建立牢固结合&
启动信号转导
不同整联蛋白和不同配体结合，可产生各种各样的信号
调节细胞各活动
参与的信号传递，方向有双向
和其配体结合受到精确调控，C内事件启动C内信号传递
激活整联蛋白，改变构象改变其余胞外配体的结合能力，介导细胞黏附【这种信号传递方式称为
胞内信号外传inside-out
】
胞内一些蛋白，如肌动蛋白结合蛋白，黏着斑激酶FAK……和整联蛋白胞内区com，
磷酸化/去磷酸化
，调节整联蛋白功能
相对的，有
outside-in
：整联蛋白作为受体介导信号由外到内传导
体外培养的贴壁生长是因为整联蛋白结合了细胞外配体，才能向胞内传递存活信号
o-i信号由胞内酪氨酸激酶FAK传导，整联蛋白和胞外配体结合导致FAK磷酸化&磷酸化下游分子，调控细胞增值黏附伸展迁移
和医学【RGD】
免疫球蛋白超家族
分子结构中含有类似免疫球蛋白结构域，
不依赖Ca2+
胞外区由1-多个
免疫球蛋白（lg）
样结构域组成
每个str do 使90-110aa构成
紧密折叠结构
，其间有二硫键相连
（lg-SF）
lg-SF成员复杂，含多个黏附分子家族
介导同亲型细胞黏着（各种神经细胞黏附分子[N-CAM]&
血小板-内皮细胞黏附分子[PE-CAM]
介导异亲型细胞黏着（细胞间黏附分子[I-CAM]&血管细胞黏附分子[V-CAM]
大多lg-SF介导淋巴细胞和免疫应答细胞之间的特异的相互作用
（N-CAM介导非免疫细胞的黏着）
lg-SF功能
①
N-CAM
：1）单一gene编码，mRNA选择性剪接&糖基化的不同形成20+种不同N-CAM，配体也是N-CAM；2）all N-CAM胞外区5个lg样结构域，通过
同亲型黏着
机制和相邻细胞同类分子结合黏附，和神经系统的发育、轴突的生长和再生、突出的形成关系密切；3）缺陷可引起智力发育迟缓和其他神经系统病变；4）肌肉和胰腺中发达
②一些lg-SF成员通过
异亲型细胞黏附机制
参与细胞黏附：血管细胞黏附分子
V-CAM
，表达于血管内皮细胞表面，结合
白细胞表面
的
整联蛋白α4β1
，使白细胞沿内皮滚动并固着于炎症部位的血管内皮而发生铺展，进而分泌水解酶穿过血管壁
③胞间黏附因子I-CAM参与免疫细胞识别黏附，有多种类型，体内分布范围广，可表达与血管内皮细胞表面，结合白细胞表面整联蛋白，在炎症中发挥作用
④血小板-内皮细胞黏附因子
PE-CAM
，主表于内皮细胞和血小板，既可以进行
同亲型黏着
，又可以进行
异亲型黏着
，在血管内皮紧密黏附中起重要作用
与医学
神经及神经发育
免疫排斥反应
