细胞生物学12细胞的社会性

➢体外培养的上皮细胞增殖到彼此接触和连 成一片时，紧密连接和粘合连接形成，此时 的细胞发生了汇合（confluence）。
二、锚定连接：1，粘合带或粘合连接
❖粘合带具有维持细胞形态和组织器官的完 整性、建立细胞极性、参与信号转导等功能， 并参与形态发生和细胞分化。
➢神经管的形成即与粘合带收缩有关；此过 程还伴随着细胞的分化，其标志是原外胚层 上皮细胞粘合带中的E-cadherin被神经管中 的N-cadherin所替代。
二、锚定连接：1，粘合带或粘合连接
❖参与粘合带形成的钙粘素分子属于钙粘素 超家族中的经典钙粘素（classical cadherins） 亚族，在人类有超过22个成员，其基因分别 用CDH1、CDH2…CDH22表示。
❖粘合带胞质斑部位的钙粘素分子复合体按 以下顺序实现与微丝的联系：
质膜上classical cadherin—细胞皮质内-catenin— -catenin—vinculin / -actinin—F-actin
二、锚定连接（anchoring junctions）
有四种类型, 分为两组：
➢与肌动蛋白微丝相连者：
粘合带（Adherens junctions, or zonula adherens） 粘 着 斑 ( Adhesion plaque，or focal adhesions)
➢与中等纤维相连者：
桥粒 (Desmosome) 半桥粒 (Hemidesmosome)
1，紧密连接：1.4,与疾病的关系
➢血管内皮细胞TJ参与炎症细胞出血管过程。 ➢中枢神经系统疾病如多发性硬化(multiple sclerosis) 与TJ受损所致血脑屏障功能损害有关。
➢肠道上皮细胞TJ屏障功能损害与多种自身免疫性 疾病有关，包括I型糖尿病、IgA肾病、强直性脊柱 炎、Crohn氏病、溃疡性结肠炎等。 ➢参与TJ形成的基因缺陷可引起先天性皮肤病，这 与皮肤的通透屏障破坏有关。 ➢致病菌和病毒感染常常首先破坏TJ屏障。
第一节、细胞表面的概念和一般结构
一、细胞表面的概念 细胞表面（cell surface）是存在于细胞内环 境和外环境中界面上的一个结构与功能的复合 体系，包括三个结构层次：
➢细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx） ➢质膜（plasma membrane） ➢细胞皮质（cell cortex）
✓两种观点实质相同，分别代表细菌糖萼的两种表 现形式（对应于细菌的两种状态：游离和群居）。 名词解释: biofilm（576页）
二、细胞外被或糖萼
❖ 2，动物细胞的糖萼：
➢2.1, 主要成分：糖缀合物(glycoconjugates, 或糖复合物）：由糖类与非糖分子(即苷元, aglycone）通过糖苷键(glycosidic linkage)共 价结合而成，包括糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。
➢Ca2＋是形成紧密连接所必需的。用蛋白酶
及螯合剂处理可使紧密连接分离。
1，紧密连接：1.3,功能
➢1.3.1,连接相邻细胞，加固组织：即连接作
用。
➢1.3.2,封闭和调控细胞间隙的通透性，保证
机体内环境的稳定和物质的选择性吸收。
✓屏障作用：紧密连接对蛋白质等大分子一
般不通透，保证了机体内环境的稳定。血脑 屏障最重要的结构基础是脑血管内皮细胞之 间的紧密连接。紧密连接的屏障作用还涉及 病毒感染途径的选择性。人体的三大屏障： 表皮屏障、粘膜屏障、血脑屏障
四、细胞表面与质膜损伤防御和修复
2，骨骼肌和心肌的质膜损伤防御和修复
➢质膜损伤防御：DMD等防御基因 编码 肌营养不良蛋白（dystrophin) 突变 迪歇纳氏肌萎缩症 (Duchenne muscular dystrophy)
➢质膜损伤修复：Dysferlin等修复基因 突变 肢带肌萎缩症 (limb-girdle muscular dystrophy)
➢1.2, 狭义：糖萼 = 细胞壁外侧的附属结构层次
✓一种观点:(狭义)细菌糖萼 = 荚膜(capsule)或粘 质层（slime layer）：游离状态的细菌所分泌
o荚膜：致密的荚膜多糖；粘质层：疏松的多糖
✓另一观点:(狭义)细菌糖萼 = 菌生膜(biofilm)多糖 = 细菌细胞外基质主要成分：社会性群居的细菌所 分泌：菌生膜包括多糖和其中的细菌
1，紧密连接：1.2,分子构成
❖构成紧密连接的关键跨膜蛋白为两类细胞 粘合分子：claudins（壳牢素） and occludin （闭锁素）。壳牢素分子家族在人类至少有 20个成员，依次表示为claudin-1、claudin-2 等；闭锁素基因只有一个。
❖紧密连接在细胞质侧以微丝为结构支架。
➢半桥粒 (hemidesmosomes)
➢图18-4
➢粘着斑（adhesion plaques, or focal adhesions）
❖3，通讯连接（communicating junctions）
➢缝隙连接 (gap junctions)
➢突触连接 (synaptic junctions)
❖4，胞间桥（intercellular bridge）
1，紧密连接：1.1,形态与分布特征
❖普遍存在于各类上皮组织细胞上，包括 各种腔道和腺体的上皮细胞、内皮细胞， 以及表皮的颗粒细胞之间等。
❖在神经元的胞体和轴突上均不存在紧密 连接，但在髓鞘上具有紧密连接，能够封 闭髓鞘间隙。
❖在 胚 胎 发 育 的 8 细 胞 期 ， 伴 随 着 compaction 之 后 细 胞 极 性 的 建 立 和 粘 合 带 的形成，紧密连接开始组装，并在囊胚腔 出现以前组装完毕，保证了囊胚的形成。
二、锚定连接：1，粘合带或粘合连接
❖粘合连接（adherens junctions, AJ）或粘 合带（zonula adherens, ZA）是上皮细胞之 间由钙粘素（cadherins）介导的、在质膜 下方有肌动蛋白纤维附着的细胞连接。
❖在粘合带部位，相邻细胞的质膜间有1530 nm的间隙，内含细丝状物，为来自两相 邻细胞的钙粘素之胞外部分。粘合带普遍存 在于上皮细胞上，位于紧密连接的下方。
1，紧密连接：1.3,功能
1.2.3,参与细胞极性的形成
✓栅栏作用(fence)：将上皮细胞的表面分隔 为顶面与底侧面，限制膜蛋白与膜脂的侧向 扩散，从而参与细胞极性的形成。
✓总结：TJs的四大作用：（1）连接作用：胞外 区，与质膜垂直；（2）屏障作用与（3）阀门或 闸门作用：胞外区，侧面，与质膜平行；（4）栅 栏作用：质膜上，侧面，与质膜平行性
1，紧密连接：1.3,功能
➢1.3.2,封闭和调控细胞间隙的通透性，保证
机体内环境的稳定和物质的选择性吸收。
✓阀门（闸门）作用：紧密连接对相邻上皮
细胞之间小分子、离子和水具有可调控的通 透性，由此构成细胞旁通路。
♐经由紧密连接穿过相邻上皮或内皮细胞之
间的空隙实现的物质运输称为细胞旁通路 （paracellular pathway）。
3，溶酶体参与的质膜损伤修复途径
Cell Surfaces, Cell Junctions and Cell polarity
第一节、细胞表面的概念和一般结构 第二节、细胞连接
第二节、细胞连接
❖1，闭锁连接（occluding junctions）
➢紧密连接 (tight junctions, or zonula occludens)
三、细胞皮质（Cell cortex）
➢细 胞 皮 质 是 与 质 膜 的 原 生 质 面
（protoplasmic surface, 即PS面）紧密结合的 一层凝胶状物质，其中含有较高浓度并互相 结合成网状的蛋白质，即皮质细胞骨架。
➢皮质细胞骨架（cortical cytoskeleton）：细
第四篇、细胞的社会性
第十八章、细胞表面、细胞连接与细胞极性 第十九章、细胞外基质及其与细胞的相互作用 第二十章、细胞通讯与信号转导 第二十一章、细胞社会性
Cell surface, cell junctions and cell polarity
第一节、细胞表面的概念和一般结构 一、细胞表面的概念 二、细胞外被或糖萼 三、细胞皮质 四、细胞表面与质膜损伤防御和修复 第二节、细胞连接 第三节、细胞表面的其它特化结构 第四节、细胞极性
➢除了糖缀合物外，动物细胞的糖萼中尚含有 一种不与蛋白质共价结合的多糖：透明质酸 （hyaluronan, or hyaluronic acid, HA）。透 明质酸通过膜蛋白CD44（即HA受体）结合在 细胞表面；CD44是癌干细胞分子标志。
@
二、细胞外被或糖萼
❖ 2，动物细胞的糖萼：2.2, 特点： ✓含有大量带负电荷的糖基（唾液酸、硫酸化 糖基、糖醛酸等），使细胞表面呈现负电性。 ✓较疏松，常规方法不易显示。特殊方法： o 糖萼的钌红染色电镜图像 o 颗粒排除法显示糖萼与细胞外基质的范围 ✓细胞底面的糖萼常与基底膜相融合
第二节、细胞连接
❖一、闭锁连接（occluding junctions）
➢1，紧密连接（tight junctions）
又称：闭锁带（zonula occludens）
➢2，隔膜连接 (septate junctions) ✓ 郎飞节与轴突系膜处的节旁连接
➢3，裂隙膜复合体（slit diaphragm complex） ✓位于肾小球足细胞相邻次级突起之间
一、闭锁连接（occluding junctions）
❖1，紧密连接：1.1, 形态与分布特征
➢两个上皮细胞相邻的侧面近顶部质膜外片 紧密接触，形成封闭索(Sealing strands)， 多条封闭索连成带状的网络，故此紧密连接 又称闭锁带（zonula occludens, ZO） 。
➢观察方法：普通透射电镜图像和冰冻断裂 复型膜透射电镜图像。