细胞连接与细胞粘连
医学细胞生物学:第十章 细胞连接与细胞粘连

45
细胞生物学
◆细胞粘附分子(CAM)近年已发现的达百余种, 可大致归为四大族:
1. 钙粘素 ( Cadherin) 族: cell-cell 2. 选择(凝)素族 ( Selectin ): cell-cell 3. 整合素族 ( Integrin ):cell-matrix and cell-cell 4. 免疫球蛋白超家族 ( Ig-superfamily, Ig-SF):cell-cell
48
细胞生物学
1.分子结构:
*单跨膜糖蛋白: 胞外区形成 5个结构域, 存在4 个 Ca2+ 结合部位。
49
细胞生物学
E-钙黏素存在于细胞的 粘合连接处
50
细胞生物学
2.功能
(1)介导同种上皮细胞表面同种分子间的识别与结合
(同亲性相互作用):参与上皮细胞间的粘合与粘合连接。 E-钙黏素(E-cadherin)存在于上皮细胞带状黏合连接处 桥粒芯糖蛋白(Desmoglein)和桥粒芯胶蛋白(Desmocollin)存在
32
细胞生物学
1.形态结构
间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为2~4 nm 。 连接子(connexon) 是间隙连接的基本单位。呈柱 状,柱长7.5nm, 外径6nm, 通道孔径2nm。 每个连接子由6个相同或相似连接蛋白(connexin) 分子组成。
连接子中心形成一直径约 1.5~2nm的孔道。 允许分子量在1500道尔顿 以下的分子通过。 连接单位由两个连接子
Claudins与恶性肿瘤关系密切。
7
细胞生物学
8
细胞生物学
2.紧密连接的功能
◆机械连接作用 ◆封闭上皮细胞的间隙: 形成渗漏屏障,是构成血脑屏障和血睾屏障的结 构基础。 ◆隔离作用:保证上皮组织内环境的稳定性
细胞连接与细胞粘连

通过释放神经递质来传导神经冲动
细 胞 连 接 的 不 同 方 式
细胞粘附分子与细胞粘连
Cell Adhesion and Cell Adhesion molecule
细胞粘连(cell adhesion)
细胞通过粘着因子介导的细胞与细胞间的彼此粘连或细 胞与细胞外基质的粘连。
细胞粘附分子(cell adhesion molecular,CAM)
一、紧密连接 (tight junction)
分布:广泛分布于各种上皮细胞 环绕每个上皮细胞顶部
功能:
1. 2.
封闭上皮细胞间隙,保证组织内环境的稳定 形成上皮细胞质膜蛋白与膜质分子侧向扩散的 屏障,维持上皮细胞的极性
3.
将上皮细胞连接成整体的机械连接作用
二、 锚定连接 (anchoring junction)
一类广泛存在于细胞膜上的跨膜糖蛋白,介导的细胞与 细胞之间或细胞与细胞外基质之间相互结合,并起粘附 作用的一类细胞表面分子。
CAM分类
钙粘蛋白(cadherin)
选择素(selectin)
免疫球蛋白超家族(IgSF)
整联蛋白家族(integin)
细胞粘附分子的结构
• 较长的胞外区(N端)
中间纤维 细胞膜
基底膜
桥粒蛋白
总之:锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与
基质相连形成一个坚挺,有序的细胞群体。
与中间纤维的锚定连接 桥粒与半桥粒
锚 定 连 接
与肌动蛋白纤维的锚定连接
黏合带与黏合斑
三、通讯连接 (communicating junction)
生物体上大多数组织相邻细胞膜上存在特殊通
• 跨膜区 • 较短的胞内区(C端)
第十三章 细胞连接与细胞黏(徐晋)

化学突触模式图
细 胞 连 接 的 不 同 方 式
13-1.jpg
第二节 细胞黏附
细胞黏附( 细胞黏附(cell adhesion) ) 细胞通过黏附分子介导的细胞与细胞或细胞与细胞 外基质之间的黏着。 细胞黏附分子(cell adhesion molecular,CAM) 细胞黏附分子( , ) 一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白,介导细胞 之间或细胞与细胞外基质之间相互结合,并起黏附 作用的一类细胞表面分子。
分类: 分类:根据 结构和功能特点分三类 1. 封闭连接 紧密连接 黏着连接:黏着带、黏着斑 黏着连接:黏着带、 2. 锚定连接 桥粒连接:桥粒、 桥粒连接:桥粒、半桥粒 间隙连接 3. 通讯连接 化学突触
细胞连接的类型
功能分类 封闭连接 锚定连接 结构分类 紧密连接 黏着连接 黏着带 黏着斑 桥粒连接 桥粒 半桥粒 通讯连接 间隙连接 化学突触 主要特征 相邻细胞膜形成封闭索 肌动蛋白丝参与的锚定连接 细胞-细胞连接 细胞 细胞连接 细胞-细胞外基质连接 细胞 细胞外基质连接 中间纤维参与的锚定连接 细胞-细胞连接 细胞 细胞连接 细胞-细胞外基质连接 细胞 细胞外基质连接 由连接子介导细胞通讯连接 神经细胞突触通讯连接 心肌细胞、 心肌细胞、上皮细 胞 上皮细胞基底面 大多数动物细胞 神经元和神经-肌细 神经元和神经 肌细 胞间 上皮细胞 上皮细胞基底面 主要分布 上皮细胞
二、选择素(selectin) 选择素( )
选择素: 选择素:是一类依赖于Ca2+的异亲性细胞黏附分 子,能特异性识别其他细胞表面的寡糖链中的特定 糖基。 1. 选择素家族成员 E-选择素等。 主要有L-选择素、P-选择素、
2. 选择素的分子结构
单次穿膜蛋白
第十章 细胞连接与细胞粘连

2. 形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子测向扩散的屏障,从而
维持上皮细胞的极性。
紧 密 连 接 模 式 图
细 胞 连 接 与 细 胞 极 性
二. ◆主要靠黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体系将相邻 两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。 ◆又称斑形成连接(plaque-bearing junction),分为: ●黏合连接 ●桥粒连接 (一)黏合连接 (adhesion junction) 细胞间的连接作用与细胞骨架系统的肌动蛋白纤维 相连,称为黏合连接。 ●黏合带(adhesion belt):(介导细胞之间相连) ●黏着斑(adhesion belt):(介导细胞与胞外基质 之间相连)
间 隙 连 接
化学突触
三、化学突触 synapse
• 是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式,其作用是通过释 放神经递质来传导兴奋。 • 由突触前细胞、突触后细胞、突触间隙三部分组成。 • 突触前神经元的突起末梢膨大呈球形,称突触小体。
• 突触小体内有突触小泡,内含神经递质。
化学突触的结构模型
几种不同方式的细胞连接
细胞黏附分子的作用方式
一.钙黏素(cadherin)
钙黏素(cadherin)属同亲性CAM,其作用依赖于Ca2+。 至今已鉴定出30种以上钙黏素,分布于不同的组织。 钙黏素的功能:
●介导细胞连接。在成年脊椎动物,E-钙黏素是保持上皮 细胞相互黏合的主要CAM,是黏合带的主要构成成分。 ●参与细胞分化。钙黏素对于胚胎细胞的早期分化及成体 组织的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙黏素表 达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用,从而通过 细胞的微环境,影响细胞的分化,参与器官形成过程。 ●抑制细胞迁移。很多种癌组织中细胞表面的E钙黏素减 少或消失,以致癌细胞易从瘤块脱落,成为侵袭与转移的 前提。因而有人将E钙黏素视为转移抑制分子。
细胞连接与细胞粘连

第一节 细胞连接
锚定连接(anchoring junctions)
锚定连接: 锚定连接的结构组成 锚定连接的类型/结构/功能
锚定连接的类型、结构与功能
与MF相连的锚定连接——黏着(合)连接
第一节 细胞连接
封闭连接(occluding junction)——紧密连接
紧密连接(tight junction)是
封闭连接的主要形式,存在于
相邻上皮细胞及血管内皮细胞
管腔端之间;
紧密连接的结构
紧密连接的功能
封闭作用:封闭上皮细胞的间
隙,形成防渗漏屏障,保证内环 境稳定;
封闭蛋白颗粒
隔离作用:防止膜蛋白及膜脂
半桥粒
锚定连接的类型、结构与功能
与IF相连的锚定连接——桥粒连接
桥粒
形态与分布: 组成结构: 功能:
半桥粒
形态与分布:细胞与基底膜之间 的连接装置,相当于桥粒的一半 组成结构:ECM+整联蛋白+胞内 锚定蛋白(形成桥粒斑)+IF; IF不是 穿过而是终止于桥粒斑内。 功能:将上皮细胞铆合在基底膜 上,防止机械力造成的上皮与下方 组织的剥离。
第一节 细胞连接
细胞连接的概念和特点
细胞连接的概念:多细胞有机 体中,相邻细胞之间或细胞与胞 外基质之间通过质膜特化形成各 种连接结构,以加强细胞间的机 械联系和功能协调,这种连接结 构称为细胞连接(cell junction)。
脊椎动物中除结缔组织和血液 外,细胞连接广泛存在。
上皮组织是机体的保护层,也 是各种连接最为集中的部位。
第一节 细胞连接
细胞连接与细胞粘连

(一)间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式
电镜下结构:间隙连接部位相邻细胞膜之间有2~3nm 的缝隙,因而间隙连接又称缝隙连接。
基本结构单位——连接子(connexon)。 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。
分类:
1黏合连接:ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ肌动蛋白纤维相连 黏合带:细胞与细胞之间 黏合斑:细胞与细胞外基质之间
2桥粒连接:与中间纤维相连 桥粒:细胞与细胞之间 半桥粒:细胞与细胞外基质之间
锚定连接两类蛋白
(一)黏合连接是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接
1.黏合带
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。
桥粒斑珠蛋白; 桥粒斑蛋白。
② 穿膜黏着蛋白 ——钙黏着蛋白家族。 桥粒黏蛋白; 桥粒胶蛋白。
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Ca2+
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。
电镜下桥粒处相邻细胞膜间的间隙约30nm, 在质膜的胞质面有一块厚度为15-30nm的盘 状致密斑,中间纤维直接与其相连;相邻两 细胞的致密斑由跨膜连接糖蛋白相互连接。
与桥粒相连的中间纤维的成分依据不同的细 胞类型而不同。
电镜下桥粒
桥 粒 结 构 模 式 图
2.半桥粒
上皮细胞与基底膜之间的连接结构 ,因其结构 仅为桥粒的一半而得名。形态上与桥粒类似,但 功能与化学组成不同。
细胞生物化学第11章 细胞连接与细胞粘附

Cell Junction and Cell Adhesion
钙黏着蛋白的结构与功能
A. 一个经典钙黏着蛋白
B. 一个钙黏着蛋白重复子的三维结构
C. Ca2+对钙黏着蛋白的影响
Cell Junction and Cell Adhesion
Cell Junction and Cell Adhesion
1. 选择素的分子结构
单次穿膜糖蛋白;
胞外区由三个独立的结构域组成:
① N-末端凝集素样结构域:识别特异糖基,参与细胞之间选择性黏附的重
要活性部位
② 表皮生长因子(EGF)样结构域
③ 补体调节蛋白(CCP)结构域
具有加强分子间粘附以及 参与补体系统调节等作用。
连接分子依赖性结合(linker-dependent binding):即相邻 细胞黏附分子通过连接分子中介才能相互识别与黏附。
Cell Junction and Cell Adhesion
细胞间黏附的三种方式(引自Alberts 等,2002)
Cell Junction and Cell Adhesion
第11章
细胞连接与细胞粘附
Cell junction and Cell adhesion
相邻细胞之间、细胞与细胞外基质之间在质膜 接触区域特化形成的连接结构称为细胞连接。
细胞连接根据其结构和功能特点可分为三大类, 即封闭连接、锚定连接和通讯连接。
细胞连接的类型
一、紧密连接
紧密连接是封闭连接的主要形式,也是人和脊 椎动物体内唯一的一种封闭连接。
桥粒:位于上皮细胞黏合带的下方,是相邻 细胞接触点上一种类似纽扣的结构。桥粒连接处 相邻细胞质膜之间的间隙约30nm。
细胞生物学 第十章 细胞连接与细胞黏附

第十章细胞连接与细胞黏附细胞连接:人和多细胞动物体内除结缔组织和血液外,各种组织的细胞之间按一定排列方式,在相邻细胞表面形成各种连接结构,以加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性、协调性,这种细胞表面与其他细胞或细胞外基质结合的特化区称为细胞连接。
(是细胞质膜局部区域特化形成的细胞间联系结构)紧密连接:通常位于上皮顶端两相邻细胞间,是相邻细胞膜共同构成的一个完全封闭液体流通的屏障,是两个细胞间紧密相连的区域,在紧密连接处的细胞质膜几乎融合并紧紧结合在一起,融合部位细胞间隙消失。
封闭索:两相邻细胞的紧密连接区域是一种“焊接线”样的带状网络,焊接线又称脊线,脊线由成串排列的特殊穿膜蛋白质颗粒构成,这种在相邻细胞膜上形成的特征性结构称封闭索。
锚定连接:是一类由细胞骨架纤维参与,存在于细胞间或细胞与细胞外基质之间的连接结构,其主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固黏合,广泛分布于动物各种组织中,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。
黏着连接:与肌动蛋白丝相连接的锚定连接,又可分为黏着带和黏着斑两大类。
黏着带:位于上皮细胞紧密连接的下方,是相邻细胞间形成的一个连续的带状结构,在维持细胞形态和组织器官完整性方面具有重要作用,特别是为上皮细胞和心肌细胞提供了抵抗机械张力的牢固黏合。
黏着斑:位于上皮细胞基底部,是细胞通过局部黏附与细胞外基质之间形成的黏着连接,常见于肌细胞与肌腱(主要是胶原)形成的连接中,对细胞铺展和迁移有重要意义,还可参与细胞信号转导。
桥粒连接:与中间纤维相连的锚定连接,又可分为桥粒和半桥粒两类。
桥粒: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。
是一种坚韧、牢固的细胞连接结构,对上皮细胞结构的维持非常重要。
桥粒连接处相邻细胞质膜的胞质侧各有一致密的胞质斑(桥粒斑),是由多种胞内锚定蛋白包括桥粒斑珠蛋白和桥粒斑蛋白构成的复合物,是中间纤维附着的部。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
●间隙连接(gap junction) ●化学突触(chemical synapse) ●胞间连丝(plasmodesmata):plant cells only
(一)间隙连接(gap junction) 分布组织: 普遍存在与各种组织细胞中(成熟骨骼肌细胞和循环系统中
的血细胞除外),相邻膜间有2~4nm距离,故又名缝隙连接.
结构特点: 双方接触面积较大的盘状结构/连接子(Conn在质膜上
每个六角形颗粒称为一个“连接小体”,是缝隙连接的结构单 位 每个连接小体由6个穿膜的连接蛋白围成,中央有直径2nm的 水性通道,相邻细胞膜的连接小体一一对接,孔道相通,允
许分子量1000以下的物质通过。
★
是指细胞间或细胞与细胞外基质之间的联系结 构。是指相邻细胞接触区域局部特化所形成的连接
结构。
依行使功能的不同分类:
封闭连接(occluding junction)或称:tight junction
细胞连接
锚定连接(anchoring junction) /plaque-bearing junction 通讯连接(communicating junction)
粘着斑
整联蛋白-微丝
半桥粒
整联蛋白-中间纤维
章节要点
细胞连接分类及比较 细胞黏附分子分类
细胞连接包括( )、( )和( ),其中 ( )的主要作用是形成能够抵抗机械张 力的牢固黏合。 紧密连接主要存在于( )和( ) 中间纤维介导的锚定连接主要由( )和 ( ) 细胞粘附分子可分为( )、( )、( ) 和( )
电镜下桥粒
桥 粒 结 构 模 式 图
Hemidesmosomes
Hemidesmosomes
三、通讯连接(communicating junction)
◆一种特殊的细胞连接, 位于特化的具细胞间通讯作用
的细胞 ◆具机械的细胞连接作用 ◆在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递信号
◆通讯连接的方式:
功能: 加强细胞间连接,介导细胞间通讯。
间 隙 连 接
连接子
相邻细胞膜上的两个连接子对接形成一个间隙 连接单位。 间隙连接的通透性是可以调节的。 在代谢偶连、神经冲动信息传递、早期胚胎发 育和细胞分化过程中起重要作用。
间隙连接的功能
间隙连接
间隙连接簇
间隙连接
(二)化学突触 • 存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式,它通过 释放神经递质来传导神经冲动。由突触前膜 (presynaptic membrane)、突触后膜 (postsynaptic membrane)和突触间隙(synaptic cleft)三部分组成
一、以紧密连接为特征的封闭连接
1分布:存在腔道上皮细胞管腔面顶端及脑毛细血管内皮细胞间 2电镜下结构:
3形态 焊接线/嵴线:跨膜蛋白排列形成 膜质双层外层胞质面/P面有嵴网,膜质双层内层质膜外侧 面/E面有对应的沟
细 胞 连 接 与 细 胞 极 性
分类:
1黏合连接:与肌动蛋白纤维相连 黏合带:细胞与细胞之间 黏合斑:细胞与细胞外基质之间
免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily,Ig-SF),分子结 构中含有免疫球蛋白(Ig)的类似结构域CAM超家族,一 般不依赖于Ca2+。免疫球蛋白结构域是指借二硫键维系的 两组反向平行β折叠结构。 多介导淋巴细胞和免疫应答所需要的细胞之间的相互作用
四、整联蛋白家族
整合素(integrin)大 多为异亲性CAM,其作用 依赖于Ca2+/Mg2+。介导 细胞与细胞间的相互作 用及细胞与细胞外基质 间的相互作用。几乎所 有动植物细胞均表达整 合素。 异二聚体,可识别RGD序 列
第二节 细胞粘附分子与细胞粘连
细胞粘连是普遍的细胞生命现象之一
可发生与原核细胞或真核细胞,不同物种 的同型细胞之间也可能发生粘连
细胞粘连的介导因子
细胞粘附分子(cell adhesion molecule,CAM) 是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间 相互作用的分子。可大致分为五类:钙粘素、选 择素、免疫球蛋白超家族及联蛋白家族。 细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白,分子结构由三部 分组成:①胞外区,肽链的N端部分,带有糖链, 负责与配体的识别;②跨膜区,多为一次跨膜; ③胞质区,肽链的C端部分,一般较小,或与质膜 下的骨架成分直接相连,或与胞内的化学信号分 子相连,以活化信号转导途径。
2桥粒连接:与中间纤维相连 桥粒:细胞与细胞之间 半桥粒:细胞与细胞外基质之间
锚定连接两类蛋白
(一)黏合连接是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接
1.黏合带
黏合带(adhesion belt)
2.黏着斑
电镜下桥粒处相邻细胞膜间的间隙约30nm, 在质膜的胞质面有一块厚度为15-30nm的盘 状致密斑,中间纤维直接与其相连;相邻两 细胞的致密斑由跨膜连接糖蛋白相互连接。 与桥粒相连的中间纤维的成分依据不同的细 胞类型而不同。
钙 粘 素 结 构 模 式 图
粘附连接
钙粘素-微丝
桥粒
钙粘素-中间纤维
细胞分选
二、选择素
选择素
( selectin ) 属异亲性CAM,其 作 用 依 赖 于 Ca2 + 。主要参与白细 胞与脉管内皮细 胞之间的识别与 粘合。已知选择 素有三种:L选择 素、E选择素及 P选择素。
三、免疫球蛋白超家族
亲同性黏附
亲异性黏附
借连接分子
细胞粘附分子的作用方式
一、钙粘素 钙粘素(cadherin)属同亲性CAM,其作用依赖于Ca2+。 至今已鉴定出30种以上钙粘素,分布于不同的组织。 多为单次跨膜蛋白,同源二聚体形式存在
钙粘素的作用:
1.介导细胞连接。在成年脊椎动物,E-钙粘素是保持上皮 细胞相互粘合的主要CAM,是粘合带的主要构成成分。 2.参与细胞分化。钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体 组织的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表达的 种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用,从而通过细胞的微 环境,影响细胞的分化,参与器官形成过程。 3.抑制细胞迁移。很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少 或消失,以致癌细胞易从瘤块脱落,成为侵袭与转移的前提。 因而有人将E钙粘素视为转移抑制分子。