缝隙连接
神经系统中的缝隙连接及通讯调节
第22卷 第1期2004年3月 广西师范大学学报(自然科学版)JOU RN AL O F G U A N GX I N ORM AL U N IV ERSI T Y V ol.22 N o.1M ar ch 2004收稿日期:2003-08-05基金项目:广西师范大学博士启动基金作者简介:唐宗湘(1964—),男(苗族),湖南会同人,广西师范大学副教授,博士.神经系统中的缝隙连接及通讯调节唐宗湘(广西师范大学生命科学学院,广西桂林541004)摘 要:缝隙连接(g ap junction,G J)是细胞之间进行通讯的直接通道.中枢神经系统中广泛存在这种结构.一些小分子代谢产物和第二信使分子(Ca ++,IP 3,cA M P 和A T P )能扩散通过这一结构,这种信使分子的交换为神经细胞提供了短距离和长距离的信息通讯.神经细胞之间的缝隙连接也为神经细胞的同步化活动提供了物质基础.神经细胞之间的G J 通讯受多巴胺、去甲肾上腺素、5-HT 和N O 等多种物质的调节.关键词:神经系统;缝隙连接;通讯;调节中图分类号:Q 421 文献标识码:A 文章编号:1001-6600(2004)01-0077-051 神经系统中的GJ 及通讯1933年Lo ew i 报道了神经细胞之间的化学信号传递,在此后20多年时间内,一直认为神经细胞之间的通讯方式是靠化学信号传递来完成的.1959年,Furshpan 和Potter 在小龙虾巨大运动神经元的电生理实验中,发现其突触前和突触后神经纤维上存在快速的电活动传递,因此,提出了神经细胞之间的通讯除了化学信号传递以外,还可能存在有电信号的传导.但接下来的10多年,有关电突触研究的报道很少,直到20世纪70年代,Bennett 等在中枢神经系统的一些脑区中证实了GJ 的存在,此后人们对GJ 蛋白家族及GJ 通道的认识才逐渐增加.目前对GJ 通道的结构已经有了比较详细的了解.它由12个亚单位(连接蛋白:connex in pr oteins )或2个对接的半通道(连接子:co nnexon )组成.每个半通道包含6个排列成六角形的跨膜单位,中间构成一亲水通道.物质通过这一通道进行扩散传递,但有明显的选择性.相对分子质量小于1500或分子直径小于1.5nm 的物质能在GJ 之间进行交换.分子生物学研究表明,在哺乳类动物中至少有15种GJ 蛋白(Cx s 26,30,30.3,31,31.1,32,33,37,40,43,45,46,50,57,36),其中有8种GJ 蛋白存在于中枢神经系统(Cxs 26,30,32,36,37,40,43和45).除Cx 36只在哺乳类的神经细胞中有较高和较广泛的表达外,Cx s 26,32和43在所有神经元上均有表达.另外,Cx 43除了在神经元上表达以外,在其他细胞中也有广泛的表达,特别是神经胶质细胞.GJ 的表达在中枢神经系统具有区域特异性、细胞特异性及发育阶段的差异性[1～3].1.1 神经细胞间的GJ成熟的神经元中,主要的连接蛋白类型是Cx 32,采用原位免疫标记技术和神经细胞培养的方法已经在脑干、小脑皮层、基底神经节和黑质等区域的一些神经元中检测到了Cx32.在海马CA3区神经元中虽然没有发现Cx 32的表达,但的确发现有染料偶联的存在,因此,推测海马神经细胞之间的缝隙连接可能是由其他类型的连接蛋白所组成.事实上,在活体或培养的海马细胞中,或在个体发育的某些阶段,都能找到Cx 26,Cx33,Cx 37,Cx 40和Cx43蛋白的表达[2,3].在研究神经细胞成熟过程与GJ 的分布和表达关系时,已经弄清了一些连接蛋白(如Cx 43,Cx 36)在神经细胞成熟过程中连续变化的过程,以及由它们形成的GJ 通道所具有的功能特性[3].如Cx 43在神经细胞中的表达,具有时间和空间特性,随着细胞的成熟其表达量逐渐减少,表达区域也越来越局限[4].Cx 36是一种比较特殊的连接蛋白类型,用电压钳技术研究表明,Cx 36连接蛋白组成的功能通道具有小的电导系数和弱的电压敏感性,同时允许一定大小的物质透过,因此,由Cx 36形成的GJ 通道可以通过电和化学物质同时调节细胞间的通讯[5].78 广西师范大学学报(自然科学版) 第22卷 不同连接蛋白形成的GJ通道具有不同的调节功能,有的表现在单个通道水平上(像电压敏感的门控通道),有的表现在整体水平上(如通过激素、细胞间质和细胞周期状态).其中,表现在单通道上的GJ通道具有与K+通道类似的特性;表现在整体水平上的GJ通道具有对刺激性质的选择和某种程度的离子选择性.由不同类型连接蛋白组成的GJ通道,称异源性通道(heterolog ous channels);由相同类型连接蛋白形成的GJ通道,称同源性通道(homo logo us channels).这种差异使得神经细胞之间的通讯具有多样性[4].偶联神经细胞通过电突触能产生兴奋和抑制,如果偶联细胞的偶联程度较高或细胞接近阈值,则会导致偶联细胞之间产生同步化活动;如果偶联程度较低,则通过动作电位引起简短的兴奋性突触后电位.相反,电突触也能通过抑制性突触后电位的电紧张扩布对偶联细胞产生抑制[6,7].1.2 胶质细胞间的GJ中枢神经系统中的GJ主要存在于胶质细胞.连接蛋白在胶质细胞中的表达水平远比在神经细胞中的高,并且胶质细胞中连接蛋白的表达可以持续到成年阶段.胶质细胞中2种主要的大胶质细胞(星状胶质细胞和寡树突胶质细胞),都能检测到各种连接蛋白.GJ不仅只局限在相同类型细胞之间(星形胶质细胞—星形胶质细胞和寡树突胶质细胞—寡树突胶质细胞),而且可以发生在不同类型细胞之间.免疫标记、冰冻蚀刻和功能性研究已经证明,无论是在体还是离体研究都发现,星形胶质细胞和寡树突胶质细胞之间均存在GJ,但不清楚的是,中枢神经系统中这种不同胶质细胞之间的GJ蛋白分子成分是否一致[8,9].在成年脑中,胶质细胞中主要的连接蛋白是Cx43,且主要存在于星形胶质细胞之间.寡树突胶质细胞可表达不同类型的连接蛋白,例如Cx32,Cx43和Cx26.另外,寡树突胶质细胞中Cx43的表达程度比星形胶质细胞要低.Cx43在星形胶质细胞中有较高的表达,但表达与偶联程度在不同的脑区有所差异,例如下丘的表达要比纹状体高,并且这种差异还与星形胶质细胞的类型有关.敲除Cx43的小鼠,其星形胶质细胞也表达少量的其他类型的连接蛋白(如:Cx45)[4].由于GJ通道允许带电离子和相对分子质量小的物质通过,因此,它提供了胶质细胞之间直接通讯的形态学基础.星形胶质细胞之间的GJ通讯,可维持胞内、胞外离子的稳定和代谢物质的交换[4].胶质细胞在正常状态下并不产生动作电位,但GJ通道允许变化的膜电位从1个细胞传递到另1个细胞.实验已经证明,在海马脑片和培养的星形胶质细胞中已经记录到了GJ细胞之间膜电位的动态变化[10].另外,当胶质细胞(特别是星形胶质细胞)受到来自神经细胞产生的外部刺激时,会引起胞内Ca++浓度发生改变,如果增加1个星形胶质细胞内的Ca++浓度,结果会传播到邻近几十个细胞,这种传播被称为“钙波”(Ca++ w ave).“钙波”为长距离信号的传播提供了基础[11].钙信号通讯被认为是GJ通讯的一种形式,在星形胶质细胞与神经细胞之间形成的GJ中,胞内的Ca++信号传播是单向的,即从星形胶质细胞传向神经细胞,这种传播能被解偶联剂“辛醇”所阻断[12].在一起培养的神经细胞和胶质细胞中,能够观察到瞬间的染料偶联和偶联电流,并且它们之间的偶联可能参与了神经系统的分化[13,14].星形胶质细胞与神经细胞之间的GJ通讯,一方面可参与神经细胞的保护,另外,作为脑损伤信号传播的一个途径,能够传播和放大细胞的死亡信号.星形胶质细胞与神经细胞之间的GJ 通讯还参与Ca++的自身调节.2 神经递质对细胞间GJ通讯的调节GJ系统受第二信使系统诱导的多种神经递质所调节(图1)[15].新皮层神经细胞之间广泛存在GJ,且对pH值、胞内的Ca++和跨膜电压改变敏感,影响神经元的发育,影响的程度与发育过程中细胞之间相互作用的输入和投射系统有关.2.1 多巴胺的调节神经递质通过其受体活动调节多数细胞类型的GJ通讯,这种调节一般是通过各种蛋白激酶参与对连接子亚单位的磷酸化.多巴胺D1受体能有效地调节GJ传导,各种物种的视网膜水平细胞和无长突细胞之间都存在这种调节[16],大鼠的新纹状体中除了受多巴胺D1受体调节外,还受多巴胺D2受体调节[17].图1 单胺类和谷氨酸能输入可能激活的第二信使通路A )新皮层神经元中,通过G -蛋白偶联的单胺类输入作用于特定的受体,然后激活第二信号通路,调节GJ 的偶联.单氨类神经递质与B 1去甲肾上腺能受体和D 1多巴胺受体结合后,激活了腺苷酸环化酶或蛋白激酶A (PKA )信号系统;与5-HT 2受体和D 2多巴胺受体结合后,先激活磷脂酶C (PL C),再作用于细胞膜上的PIP 2(磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸)产生2种第二信使IP 3(三磷酸肌醇)和DAG (甘油二脂).GJ 通讯受PKA(蛋白激酶A)和PKC(蛋白激酶C)磷酸化过程的调节,也受IP 3导致胞内Ca ++库中释放的Ca ++的调节.B )谷氨酸受体刺激活的2种可能途径.一是谷氨酸能神经递质直接作用于锥体细胞膜上GluR 受体,激活PLC 和PIP 2产生IP 3和DAG,引起胞内Ca ++的释放,释放的Ca ++可直接调节GJ 的通讯或先作用于PKC(蛋白激酶C),再通过PKC 调节GJ 的通讯.另外,谷氨酸能神经递质作用于中间神经元细胞膜上的NM DA 受体和AM PA 受体,通道开放.胞外的Ca ++流入,在Ca ++、钙调素和NO 合成酶作用下产生NO ,NO 穿过细胞膜激活锥体细胞中的鸟苷酸环化酶,使GT P 转变成cGM P ,cGM P 一方面刺激PKG (依赖cGM P 的蛋白激酶)通过一些不太清楚的过程调节GJ 的通讯;cGM P 也可以抑制PDE (磷酸二脂酶)间接地影响GJ 的通讯.单胺类递质与D 1和D 2受体结合以后,分别激活2条通路来调节GJ 的通讯:与D 1受体结合后,主要是激活腺苷酸环化酶或蛋白激酶A(PKA)信号系统,由此来调节GJ 通讯;与D 2受体结合后先激活磷酸脂酶C(PLC),再作用于细胞膜上的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP 2),产生2种第二信使分子三磷酸肌醇(IP 3)和甘油三脂(DAG ),IP 3引起胞内Ca ++库中Ca ++的释放,从而调节GJ 的通讯,DAG 与Ca ++共同激活PKC,通过PKC 再调节GJ 通讯.另外,多巴胺和多巴胺受体激动剂能可逆性地增加GJ 的输入阻抗,或减少GJ 的通透性来调节细胞的电特性[18].2.2 去甲肾上腺素的调节多巴胺能神经元主要投射到前额叶皮层,而肾上腺能系统可在大范围内的皮层区调节GJ 通讯.大鼠79第1期 唐宗湘:神经系统中的缝隙连接及通讯调节 80 广西师范大学学报(自然科学版) 第22卷躯体感觉皮层的Ⅱ/Ⅲ层锥体细胞,在含有B1肾上腺素能受体激动剂(去甲肾上腺素)的预孵液中进行培养时,它们之间形成染料偶联的细胞明显减少,并且这种作用能被B1-受体拮抗剂所抑制[19].去甲肾上腺素与B1-受体结合以后,激活了腺苷酸环化酶或PKA信号系统,转而促进GJ的传导.因此,可以认为去甲肾上腺素使用了与多巴胺相同的第二信号通路去调节GJ通讯[18].多巴胺和肾上腺素具有相同的第二信号通路,它们在皮层不同区域的GJ通讯调节具有互补作用[19].2.3 5-羟色胺的调节在未成熟的初级感觉新皮层神经元之间,5-羟色胺(5-HT)可能通过GJ来调节其发育的可塑性.在出生后突触回路发育的早期,5-HT的作用最为明显,这期间神经细胞之间能发现大量的GJ存在,如果用5-HT来孵育这期间的脑片,结果GJ的数目会明显减少.目前的药理学研究表明:GJ的5-HT能调节是通过5-HT2类受体来完成的;因为,5-H T的作用可通过5-HT2类受体的激动剂5-甲基-5-羟色胺(5-methyl-5-hydrox ytryptam ine)替代,而5-HT2类受体的拮抗剂则可压抑5-HT的作用[20].在新皮层神经细胞中的GJ,5-H T的解偶联作用可能是通过Ca++和Ca++激活的PKC来完成的,当细胞质中Ca++浓度上升到1 L mol/L时就会导致GJ关闭.其作用途径与多巴胺D2受体的作用途径相同.5-HT作用于细胞膜上的5-HT2受体后,先激活磷酸脂酶C(PLC),再由PLC作用于细胞膜上的PIP2产生2种第二信使分子IP3和DAG,第二信使分子IP3能直接引起胞内Ca++库中Ca++的释放,增加胞质中Ca++浓度来调节GJ的通讯,DAG与Ca++共同激活PKC,再由PKC来影响组成GJ通道连接蛋白的磷酸化,从而调节GJ通讯. 2.4 谷氨酸和一氧化氮的调节谷氨酸能神经元释放的神经递质作用于锥体神经元上的谷氨酸受体,激活PLC,再由PLC激活PIP2产生IP3和DAG,引起胞内Ca++库中Ca++的释放,释放的Ca++可直接与连接蛋白结合来影响GJ的通讯;Ca++也可以与DAG共同作用于PKC,再由PKC作用于GJ,调节GJ的通讯.一氧化氮(NO)是一种脂溶性的气体分子,能够自由通过细胞膜,Ca++和Ca++依赖性调节的NO合成酶会导致NO的生成.在新皮层中这类酶主要位于GABA能和肽能中间神经元.谷氨酸能纤维末梢,作用于中间神经元上的NMDA受体(N-methy l-D-aspartate recepto r,NM DAR)和AMPA受体(A-am ino-3-hydr oxy-5-methy l-4-iso xazo le pr opionate receptor,AM PAR),导致胞外的Ca++流入,在Ca++、钙调素和NO合成酶的作用下产生NO.NO先穿过细胞膜激活锥体细胞中的鸟苷酸环化酶,使GTP转变成cGM P,cGM P一方面刺激PKG(依赖cGMP的蛋白激酶),再通过一些还不太清楚的途径调节GJ的通讯;cGM P也可以抑制PDE(磷酸二脂酶)间接地影响GJ的通讯.NO/cGMP系统对GJ通讯调节影响突触环路的形成[21].GJ可以通过多种途径参与神经细胞之间的通讯及调节:电信号(至少在某一程度上)能够通过这些结构直接传输;调节突触功能的生化信号可以在GJ之间传送;在大鼠出生后的头2周,化学突触传递和电突触传递可以共存;不同神经元的电突触可以相互影响;GJ可以影响化学突触传递的效率;在发育的哺乳类新皮层中单胺能及谷氨酸能突触输入可以影响GJ的渗透性;GJ可能在节律产生和神经元活动的同步化中起重要作用.参 考 文 献:[1] M eyer A H,K ato na I,Bla tow M,et al.In viv o labeling of par valblumin-po st ive inter neuro ns and analysis o f electr icalco upling in indentified neuro ns[J].J N euro science,2002,22:7055—7064.[2] N adarajah B,T hom aidou D,Ev ans W H G,et al.Gap junctions in the adult cer ebr al co rtex:r egional differ ences intheir distr ibutio n and cellular expr ession[J].J Co mp Neur olog y,1996,376:326—342.[3] N adarajah B,Jo nes A M,Ev ans W H,et al.Different ex pr ession of co nnex ins dur ing neo-co rtica l dev elo pm ent andneuro nal cir cuit fo rmation[J].J N eur oscience,1997,17:3096—3111.[4] R ozental R,G iaume C,Spray D C.G ap junct ion in the ner vo us system[J].Br ain Research Rev iew,2000,32:11—15.[5] Sr iniv as M,R ozental R,Ko jima T,et al.F unctio nal pr o per ties of channels for med by the neuro na l gap junction pr oteinco nnex in36[J].J Neur oscience,1999,19:9848—9855.[6] Hughes S W,Blethy n K L,Co pe D W,et a l.Pr opert ies and or ig in of spikelet s in thalamo co rt ical neuro ns in v itr o[J].N euro science ,2002,110:395—401.[7] P erez V J L ,Carlen P L.G ap junct ions,sy nchr ony and seizur es[J].T r ends Neur oscience,2000,23:68—74.[8] Wo lff J R ,Stuke K ,M issler H,et al.Auto cellular co upling by g ap junctio ns in cultur ed astro cytes:a new v iew o ncellular aut or egulatio n during pro cess fo rmat ion [J ].G lia ,1998,24:121—140.[9] G iaume C,M cCar thy K D.Co nt ro l o f g ap-junctio nal communication in ast ro cytes netwo rks[J].T rends N euro science,1996,19:319—325.[10] M cKhann G M ,Bukasuskas F ,L ee C G,et al.Heter og eneity o f astro cyte r esting membrane potentials andintercellular co upling rev ealed by who le -cell and gr amicidin -per for ated patch reco rdings fr o m cultur ed neo co rt ical and hippocampal slice astro cytes[J].J N eur oscience,1997,17:6850—6863.[11] Cor nell A H,Finkbeiner S M ,Co oper M S,et al.Glutamat e includes calcium w aves in cult ur ed astr ocyt es:lo ng-rang eg lia l sig naling [J ].Science ,1990,247:470—473.[12] N eder gar d M .Dir ect signaling fro m astr ocyt es to neur ons in cultur es of mammalian br ain cells [J ].Science ,1994,263:1768—1771.[13] F r o ′es M M ,Cor reia H P ,Car cia-Abr eu J,et al.Gap junct ion co upling betw een neur ons and astr ocy tes in pr imar y centr al ner vo us system [J ].PN A S ,(U SA ),1999,96:7541—7546.[14] Par pur a V ,Basarsky T A ,Liu F ,et al .G lutamat e -mediated astr ocyt e -neur o n signaling [J ].N atur e ,1994,369:744—747.[15] Ro erig B,F eller M B.N eur otr ansm itter s and ga p junctio ns in developing neur al cir cuits[J].Br ain Resear ch R eview ,2000,32:86—114.[16] Hampso n E C ,Vaney D I ,W eiler R .Dopaminer gic mo dulatio n of g ap junctio n permeabilit y bet ween amacrine cells inmammalian r etina[J].J Neur oscience,1992,12:4911—4922.[17] O nn S P ,Gr ace A A.D ye-co upling betw een r at str iat al neur ons recor ded in v iv o:compar tmental o rg anizatio n andmo dula tio n by do pamine [J ].J N euro phy siol ,1994,71:1917—1934.[18] Ro erig B,K lausa G ,Sutor B.Dy e-co upling between py ram idal neur ons in dev elo ping rat prefr ontal and fr o nt al cor texis r educed by pr ot ein kinase a a ct ivat ion and do pamine [J].J N euro science,1995,15:7386—7400.[19] Ro erig B,K lausa G,Suto r B.Beta -adrenor ecept or acriv ation reduces dye -coupling between immature r at neo co rt icalneur o ns [J ].N euro Repor t ,1995,6:1811—1815.[20] R oer ig B,Sut or B.Sero to nin reg ulates g ap junct ion coupling in t he dev elo ping r at so matosensor y co rtex [J].Euro JN euro science ,1996,8:1865—1895.[21] Pr ice R H ,M ayer B ,Beitz A J .Nitric o x ide synthase neur ons in r at brain ex press mo r e N M DA r ecepto r mRN A thannon -N O S neur ons [J ].N eur o R epo rt ,1993,4:807—810.GA P JU N CT IO N COM M U N ICA T IO N A N D REGU LA T EIN T HE N ER VO U S SYST EMTANG Zong -xiang(Colleg e of L ife Science,G uang x i N or mal U niv er sity ,G uilin 541004,China)Abstract :Gap junction is a direct w ay of cell com munication.It diffusely distributes in the centr al nerv ous sy stem .So me metabolic products of sm all molecules and the second m essenger molecules (Ca ++,IP 3,cAM P and ATP )can freely pass the channel ,and the exchang e of these m essenger molecules pr ovides different com munication m anners in short or long distance.Gap junctio ns participate in sy nchronization activity among neuro ns.So me substances,such as do pamine,noradrenaline,serotonin and NO ,have the ability to m odulate gap junctio n com munication .Key words :central nervo us system (CNS);gap junction(GJ);co mmunication;r eg ulation (责任编辑 马殷华)81第1期 唐宗湘:神经系统中的缝隙连接及通讯调节 。
缝隙连接名词解释
缝隙连接名词解释
缝隙连接（gap junction）是一种细胞连接形式，广泛存在于除血细胞和骨骼肌细胞外的其他组织细胞间。
在电镜下，连接处相邻细胞膜高度平行，细胞间隙很窄，仅有2~3nm，内有许多间隔大致相等的观察点。
缝隙连接是一种动态性结构，连接小体的数目也不等，可有数个至上千个，每个连接小体的6个亚单位（连接蛋白）能以相互滑动方式开放或关闭孔道，孔道的开闭受多种因素的调节。
此外，缝隙连接是一种设计方法，可以应用于许多领域，包括建筑、工业设计、产品设计等。
它指的是将不同的部分或元素组合在一起,使它们成为一个完整的整体。
如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询生物学家。
生物中细胞连接的名词解释
生物中细胞连接的名词解释细胞连接是指存在于生物体内的细胞与细胞之间的结构和通道，用于维持细胞之间的相互联系和相互作用。
细胞连接对于生物体的生存和正常功能发挥起着至关重要的作用。
本文将围绕细胞连接的不同类型和功能进行解释，并探讨其在生物体内的重要作用。
一、细胞连接的类型1. 紧密连接（tight junctions）紧密连接是存在于细胞上皮组织中的连接方式，主要通过细胞膜上的蛋白质与蛋白质之间的相互作用而形成。
它们位于细胞膜的顶部，能够有效阻止液体和溶质从细胞之间穿过，确保细胞层的关键阻隔功能。
紧密连接不仅保护内部环境免受致病微生物和有害物质的侵害，还确保细胞内外液体和离子的恰当分布。
2. 缝隙连接（gap junctions）缝隙连接是一种位于动植物细胞之间的通道连接，通过直径为1.5纳米的通道蛋白——纳克病毒蛋白（connexin）连接，形成通过细胞膜的小孔。
这种连接方式使得邻近细胞之间能够直接交换离子、小分子和信号物质，实现细胞之间的快速沟通和协调。
缝隙连接在调控心肌收缩、神经信号传导等生理过程中起着重要作用。
3. 粘附连接（adherens junctions）粘附连接主要由钙依赖性的粘附分子——卡德赫林（cadherin）组成，它们通过钙依赖性的结合与细胞膜上其他细胞的卡德赫林相互作用，建立细胞与细胞之间的黏附连接。
这种连接方式能够将细胞固定在一个特定的位置，并向组织内传递力量，维持组织的结构和稳定。
二、细胞连接的功能1. 细胞结构维持和支持细胞连接通过连接和支持细胞之间的结构骨架，起到保持细胞形态稳定、维持组织结构和发挥组织功能的作用。
例如，粘附连接通过连接细胞膜上的卡德赫林，增强细胞与细胞之间的黏附力量，确保组织密度和结构的稳定性。
2. 细胞间的信息传递细胞连接通过缝隙连接的通道，使得细胞间能够共享和交换信号物质，从而实现细胞之间的快速沟通。
这种信息传递在机体中的许多重要生理过程中起着关键作用，如神经递质的传递、心肌的收缩协调等。
缝隙连接与癫痫研究进展
缝 隙连接与癫痫研究进展
阮 莎 莎综 述 ， 志伟 校 审 高
（ 南通 大学 附属 医院神 经 内科 ， 江苏 ２ ６ ０ ） ２ ０ １
［ 关键词］ 癫痫 ； 缝隙连接 ； 连接蛋 白； 星形胶质细胞 【 中图分类号］ Ｒ ４ ． ７ ２１ ［ 文献标志码】 Ｂ
缝隙连接（ ； ｃ ｏ ， Ｊ ｇ ｕ ｔｎ Ｇ） 印 ｎｉ 是细胞间唯一能直接
在缝 隙连接 蛋 白的表 达上 与 神经 元是 不一 样 的 。星
ｆ ３ｃ Ｍ 、Ｔ １ Ｉ 、Ａ Ｐ Ａ Ｐ。这为细胞间传递物质和信息提供 Ｐ
了直接通路 ，也使缝隙连接在神经细胞 的生长 、 分 化、 生理功能 的调节中发挥重要作用。 缝隙连接广泛
形胶质细胞里 Ｃ ４ 含量最高 ， ｘ３ 但也表达其他缝隙连 接蛋 白，如 Ｃ ４ 、 ｘ５ Ｃ ２ 、 ｘ２和 Ｃ ３ ．， ｘ０ Ｃ ４ 、 ｘ ６ Ｃ ３ ｘ １ 而 １
２ 组成及分布 连接蛋 白是缝 隙连接的基本结 ． １
交 通 医学 ２ １ 年 第 ２ ０１ ５卷 第 ５期 Ｍｅ ｆ ｏ ｍ ｎｃｔ ｎ．０ １ ｏ． ．ｏ５ ｄＪｏ Ｃ ｍ ｕ ｉ ｉ ｓ １ ． １ ５Ｎ ． ａｏ ２ Ｖ ２
心肌细胞缝隙连接及其与心血管疾病和心律失常的关系
的表达似乎仅限于结 胜组织 和传 导系统 ， 有报道 称其有 更广 泛的分 布 ， 可能与采用 不完全 特异的抗 Ｃ ４ 体有关～迄 ｘ５抗
今． 心肌细胞中的其他 ｃ 末被检测 ： ｘ
研究表 明 哺乳 动 物 的 ｃ Ｊ通 道 由连 接 蛋 口（＇１－ｉ、 ￣１ｃＩＳ １ｎｘＩ １ ， ｃ ｓ所构成 其 由一 个 十分 相近 的基 因家 赣所 编 码 、 有 ｘ１ 所 Ｃ ｓ ４个高度 保守 的 螺旋 跨膜 片 段所 构成 。哺乳 动 物 ｘ由 Ｃｓ ｘ 家赣 中已鉴 定的成 员达 】 ５个一心肌 细胞 问在蛋 白水平 上被鉴定的 （ ｓ ３个， Ｊ 有 它 分别是 ｃ４ ．３和 ４ （ ｘ０ Ｃ４ ￣ ５ 其命 名根据分 子量而束 １ １ ｔ 通道 由 ２个头一 相接 的半通 — 个 头 道连接子（ｏ ｅｏ＊组成 ． ｅｒ ｘｎ） ｍ 每个半通道 由 ６个 ｃ 分子 ６聚体 ｘ
毫米通道数量较少 ， 会被传导径路 的阻抗下降所抵 消：ｔ 就
斑 的 平 均 面 积 在 人 类 心 室 为 ０ ２ １ 【 鼠 心 室 约 ０ ４ ！、 ．５
胞外环所介导 ． 许多 由一种 ｃ 构成 的连 接子 可与 由其他 ｃ ｘ ｘ 构成的连接子结合组成 异型（ ｅ ｒｔ ｅＧ 通 道 ． ｈｔｏ ｐ） Ｊ ｅ ｙ 而且连接 于 也可 由不同的 ｃ 所 构成 异质连 接于 （ｅ ｒ ｒ ０ｎ ｌ ＝ ｘ ｈｔ ｏ ｉ ｃｎ ｌ） ｅ ｍｅｃ 『 Ｉ 在心脏中， 不同的 共存 于 Ｇ 斑中 ： Ｊ 州 通道 允许分子 量≤１ Ｄ ａ的分子通过 ， ｋ 通过 能力依赖 Ｃｓ ｘ 的类 型和分子 的电荷 ：（ 通道表现为 俐门 离子通 道 在 心肌细胞 ， 同型 （ 、ｘ３和 ０４ 个通道 的传导 系数分 Ⅻ５ Ｃ４ ． ０单 别 约为 ２ 、５ｐ ０ ７ ｓ和 ２０ｐ 。Ｇ 传 导系数 由跨 连接通道 电 ０ ｓ Ｊ 压 和 ｃ 、 的磷 酸化 状态 和 胞外脂 肪 成 分所 调节 。 Ｈ （ 的表达受多 因素调控 ， １ ｘ 激素 可 ｆ调或下调 ｃ 一 ｘ的含量 ，新 生 鼠心肌细胞体外培 养时． 磷酸腺苷（Ａ ） 环一 ｃ ＭＰ 可使 Ｃ４ ｘ３的 表达明显 ｆ调， 同时使动 作 电位 传 导速度 明显增 快。ｃ ｘ的 代榭稂快 ， 如在成年 鼠心脏其 半衰期为 １３ｈ ． 。
缝隙连接蛋白43研究进展
心 ， 酸 化 可 作 为 一 个 分 子 开关 在代 谢 、 号转 导 和 磷 信
细 胞分裂 等 方面 控 制 蛋 白质 的活 性 。Ｃ ４ ｘ ３的磷 酸化
与 去磷 酸 化 对 Ｇ Ｊ通 道 的 功 能有 非 常重 要 的影 响 Ｌ １ 。 Ｃ４ ｘ ３的 Ｃ端 ２ １ ３ ２为 主要 磷 酸化 区 ， ４～ ８ 也是 多 种激
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胞 间通 道形 成 前 ， 通 道 呈关 闭状 态 ， 当相 邻 细胞 半 而 的半 通道 连接 时 ， 细 胞 间形 成 直 径 约 １ ５ｎ 的水 在 ． ｍ 性通 道 ， 细胞 内 的离子 和 小 分子 物 质 可借 此 出入 相邻
细 胞［ 。Ｃ ２ ］ ｘ广 泛 存 在 于哺 乳 动物 各 器 官 、 组织 中 （ 红 细胞 、 骼 肌 除外 ） 目前 ， 哺 乳 动 物 中发 现 的连 接 骨 ， 在 蛋 白至少 有 ２ Ｏ种＿ ， ３ 分子 质量 由 ２ Ｄ～５ Ｄ， ］ ６ｋ ６ｋ 据其
（ ａ ｕ ｃｉｎ ｉ ｔｒ ｅｌ ａ ｏ ｇ ｐ ｉｎ ｔｏ ｎ ｅ ｃ ｌｕ ｒｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ， Ｉ 方 面 ｎ ｃ ｔｏ ＧＪＣ）
Ｃ４ ｘ ３转 录产 物 ３ 端非 翻译 区与激 素 调节 的产 物稳 定 ’
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Ｃｅ ｈ ｎ等 口 通 过 检 测 ９ ０例 患 者 肺肿 瘤组 织 及 其
细胞间四种连接方式
细胞间四种连接方式稿子一嘿，亲爱的小伙伴们！今天咱们来聊聊细胞间那有趣的四种连接方式。
你知道吗？细胞可不是孤立存在的，它们之间有着各种神奇的连接。
先说紧密连接吧，这就像是细胞们手拉手，紧紧地靠在一起，不给那些调皮的小分子随便乱窜的机会，形成了一道严实的防线。
还有黏着小带，就好像细胞之间系了一条小丝带，把彼此轻轻地拉住，保持着一定的距离，又不会分开太远。
桥粒呢，就像是细胞之间的坚固铆钉，让细胞之间的连接更加牢固，可不容易被扯开哟。
是缝隙连接，这就像是细胞之间开了一扇小小的窗，可以让一些小分子和离子悄悄地交流传递信息。
是不是觉得细胞的世界特别奇妙呀？它们之间的这些连接方式，让整个细胞群体能够协同工作，共同完成各种复杂的生理功能。
就像我们人类一样，相互合作，才能让生活更美好嘛！想象一下，如果细胞间没有这些连接，那整个身体的运作不就乱套啦？所以呀，这些小小的连接，可有着大大的作用呢！好啦，今天关于细胞间连接方式的小科普就到这儿啦，下次咱们再一起探索更多有趣的生物奥秘！稿子二哈喽呀，朋友们！今天来和大家讲讲细胞间的四种连接方式。
先来说说紧密连接，这就好比细胞们在玩抱团游戏，紧紧地挨在一起，中间几乎没有缝隙，把有害物质都挡在了外面，保护着细胞内部的环境稳定。
接着是黏着小带，细胞们就像是在跳交谊舞，有一定的距离，但又相互牵连，保持着优雅的姿态。
桥粒呢，就像是细胞间的大力士，紧紧地抓住彼此，任凭外力拉扯也不松手，可坚强啦！是缝隙连接，这就像是细胞们在悄悄传小纸条，一些小信号、小物质可以通过这些缝隙传递，让细胞之间能够互相交流。
细胞们可聪明啦，通过这四种连接方式，让身体这个大组织能够有条不紊地运转。
比如说，紧密连接让我们的肠道能够好好地吸收营养，而不让不该进来的东西进来。
黏着小带让我们的皮肤细胞能够整齐排列，保持皮肤的光滑。
桥粒让我们的心肌细胞能够协同收缩，让心脏有力地跳动。
缝隙连接则让神经细胞能够快速传递信息，让我们能够思考和行动。
缝隙连接:一个潜在的肿瘤治疗新靶点
缝隙连接：一个潜在的肿瘤治疗新靶点范高福【摘要】@@ 连接蛋白(connexin,Cxs)及其形成的缝隙连接细胞间通讯(gap junction cell-cell communication,GJIC)在肿瘤的生长、增殖、转移中起着重要的作用.研究[1]证实,在培养的正常细胞和肿瘤细胞,缝隙连接(gap junction,GJ)能够增强多种化学毒物引起细胞凋亡的作用.大量研究[2]表明,靶向Cxs和GJIC的治疗可作为一个崭新的技术直接抑制肿瘤生长或使其他的治疗方法更敏感.本文就GJ 和Cxs杀灭肿瘤细胞的各种方法,包括旁观者效应(bystander effect,BE)基因治疗,转录与转录后水平,恢复Cxs表达的常用方法,以及该治疗方法的可行性和局限性作一综述.【期刊名称】《蚌埠医学院学报》【年(卷),期】2012(037)002【总页数】4页(P234-237)【关键词】肿瘤/治疗;连接蛋白;缝隙连接;旁观者效应;综述【作者】范高福【作者单位】蚌埠医学院,药理学教研室,安徽,蚌埠,233030【正文语种】中文【中图分类】R730.5连接蛋白(connexin，Cxs)及其形成的缝隙连接细胞间通讯(gap junction cell-cellcommunication，GJIC)在肿瘤的生长、增殖、转移中起着重要的作用。
研究［1］证实，在培养的正常细胞和肿瘤细胞，缝隙连接(gap junction，GJ)能够增强多种化学毒物引起细胞凋亡的作用。
大量研究［2］表明，靶向Cxs和GJIC的治疗可作为一个崭新的技术直接抑制肿瘤生长或使其他的治疗方法更敏感。
本文就GJ和Cxs杀灭肿瘤细胞的各种方法，包括旁观者效应(bystander effect，BE)基因治疗，转录与转录后水平，恢复Cxs表达的常用方法，以及该治疗方法的可行性和局限性作一综述。
1 Cxs和GJ生理特性GJ是一种相邻细胞之间的蛋白质连接通道，广泛存在于实质性器官或组织中，如心脏、肝脏、肾脏、中枢神经、皮肤、肌肉等。
组胚名词解释及简答
组胚名词解释及简答绪论1．组织：是形态和功能相同或相似的细胞组成的细胞群体，细胞间可有或多或少的细胞外基质。
根据形态结构和功能，人体的组织可分为上皮组织、结缔组织、肌组织和神经组织4种基本组织，这些组织按一定的方式有机组合形成器官。
2．HE染色：为苏木精－伊红染色法的简称，是最常用的组织学染色方法。
苏木精染液为碱性，主要使细胞核内的染色质与胞质内的核糖体着紫蓝色；伊红为酸性染料，主要使细胞质和细胞外基质中的成分着红色。
3．免疫组织化学术：是根据免疫学的原理，通过特异性标记抗体与抗原（某种蛋白质、多肽等）的结合来显示细胞内某种抗原，并进行定位和定量的研究方法。
4．原位杂交术：是根据两条单链核苷酸互补碱基序列专一配对的特点，应用已知碱基序列并具有标记物的RNA或DNA片段即核酸探针，将标记探针与组织切片或细胞内的待测核酸(RNA或DNA片段)进行杂交，通过放射自显影处理或免疫组织化学处理，显示标记物，在光镜或电镜下观察目的mRNA或DNA的存在与定位。
上皮组织四、名词解释1．junctional ple*两种或两种以上的特化的细胞间连接紧挨在一起，即称“连接复合体”，在小肠单层柱状上皮较典型。
2．microvillus 位于上皮细胞游离面，电镜观察由细胞膜和细胞质形成的指状突起，中轴含纵行微丝，微丝与终末网相延续，功能是通过增大细胞的表面积，扩大吸收面积，参与细胞的吸收功能。
3．cilium位于细胞游离面，较微绒毛粗而长，光镜下可见：根部有一个基体。
电镜结构为细胞膜和细胞质组成，胞质中有纵行排列的微管。
周围是9组2联微管，中央为两根单独的微管，每根微管都与胞质中的基体连接，纤毛的功能是能定向摆动，排出上皮表面的尘埃和细菌等物，纤毛的摆动与微管的相互滑动有关4．gap junction缝隙连接又称“通信连接”，是一种大的平板状连接，相邻细胞间隙仅2~3nm，有许多间隔大致相等的连接点，这些连接点是两细胞膜上的镶嵌蛋白相互结合，电镜下由六个亚单位构成，又称连接小体，中央有亲水小管，它是相邻细胞间直通的管道，可供细胞间交换某些小分子物质、离子，传递化学信息，此处电阻低，是电偶联发生的主要部位，广泛存在于多种细胞间。
组胚简答题(终)
1.简述缝隙连接的结构及其功能意义。
又称通讯连接，位于柱状上皮细胞邻接面的深部，相邻细胞膜之间隔以3nm的间隙，细胞膜上有许多规则配布的连接小体，每个连接小体有6个杆状的连接蛋白分子围成，中央有直径2nm的管腔。
相邻细胞膜中的连接小体彼此对应相接，管腔也通连，成为细胞间的直接通道。
一些离子和小分子物质经通道在相邻细胞间流通，使细胞在营养代谢、增殖分化和功能等方面成为统一体。
2.试述被覆上皮的分类、分布及各自的功能意义。
被覆上皮分为单层上皮和复层上皮。
单层上皮包括：单层扁平上皮：①内皮：分布在血管、淋巴管内表面；②间皮：在胸膜、腹膜、心包膜表面。
功能：保持器官表面光滑，减少器官间摩擦，利于血液、淋巴流动和组织间物质交换。
单层立方上皮：分布在腺体、肾小管等。
功能：分泌，吸收。
单层柱状上皮：分布在胃肠道、胆囊和子宫以及外分泌腺的导管。
功能：分泌，吸收。
假复层纤毛柱状上皮：分布在呼吸道。
功能：保护、分泌作用。
复层上皮包括：复层扁平上皮：分布在皮肤、口腔、食道、阴道。
功能：保护为主。
复层柱状上皮：分布在眼睑结膜、男性尿道。
变移上皮：分布在泌尿管道。
功能：细胞形状和层数可随器官的空虚与扩张状态而变化。
3.简述疏松结缔组织的特性和功能疏松结缔组织特性是细胞种类较多，纤维数量较少，排列稀疏，基质丰富，血管丰富。
广泛分布于器官之间和组织之间，具有连接、支持、防御、修复等功能。
4.试述疏松结缔组织的细胞组成及各种细胞的结构特点和功能。
疏松结缔组织的细胞有成纤维细胞、巨噬细胞、浆细胞、肥大细胞、脂肪细胞、未分化间充质细胞及白细胞七种。
①成纤维细胞:细胞呈扁平，多突起，胞质弱嗜碱性，电镜下粗面内质网、游离核糖体、高尔基复合体丰富。
功能：合成纤维和基质。
②巨噬细胞：胞体形态多样，核小染色深；胞质嗜酸性，常含吞噬的异物颗粒和空泡，电镜下可见较多的溶酶体和吞噬体。
功能：趋化性运动；吞噬作用；抗原提呈和分泌作用。
③浆细胞：细胞圆或卵圆形，核偏位，染色质粗块状，辐射排列，胞质嗜碱性，核旁有浅染区，电镜下粗面内质网、游离核糖体、高尔基复合体丰富。
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一、缝隙连接的结构及其调节 二、与糖尿病微血管病变
三、与糖尿病大血管病变
四、与糖尿病性神经病变 五、与糖尿病性勃起功能障碍
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LOGO缝隙连接的结构Fra bibliotek其调节Your site here
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缝隙连接与糖尿病微血管病变
缝隙连接与糖尿病肾脏病变
缝隙连接与糖尿病视网膜病变
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缝隙连接与糖尿病大血管病变
GJ解体，Cx簇集 成块状，体积变大 溶 酶体吞噬
PDGF
Cx43
丝裂原物质
荧光染色数目增多，直 径变小 荧光染色直 径变大，数目却变少
Cx43被磷酸化，GJ的功 能被抑制；而平滑肌细胞由收缩型 向分泌型转变后，其Cx43表达增 多，直径变小
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高糖作用下会使视网膜微血管GJIC 降低，最终导致血-视网膜屏障破坏
高糖培养微血管内皮细 胞发现细胞之间的Cx43 的蛋白表达和mRNA均 降低，GJIC也下降 3个月时糖尿病大鼠血高糖可以降低Cx43的蛋 视网膜屏障血管渗透性 白表达和基因转录水平 与正常对照组相比较明 ，而Cx40、Cx37的表达 显下降；Cx43表达下降 无改变 GJIC功能下调
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早期病理改变主要是肾小球肥大，系膜区细胞 外基质积聚，系膜细胞增生；晚期表现为残余的 肾小球细胞缺失、肾小球硬化、管腔阻塞，从而 肾小球滤过率显著下降，最后导致肾功能衰竭。
研究显示，Cx37、Cx40和Cx43在肾脏血管 和肾小球系膜细胞均有表达，以Cx43在肾脏各 部普遍表达。
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PDGF可能通过阻断肾小 球系膜细胞上依赖PI3K信 号通路以降低GJIC的功能
足细胞损伤早期的一个 因素就是Cx43减少
DN与上皮细胞或足细 胞间GJIC损伤的关系 及影响系膜细胞的功 能交流途径
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培养大鼠含有肾小球上皮 细胞分泌物的上清液可诱 导静止的系膜细胞增殖
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缝隙连接与糖尿病性勃起功能障碍
除血管病变外，高糖还能破坏阴茎正 常海绵体组织中内皮细胞和平滑肌细胞结 构，使海绵体肌舒张-收缩平衡性失调。
DM影响阴茎勃起功能, 海绵体平滑肌组织 Cx43表达降低可能是 其发病机制之一
大鼠阴茎海绵体 随病程延长 Cx43表达明显 平滑肌组织Cx43 下降 表达降低
上皮细胞与系膜 细胞通过缝隙连 接进行交流
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Janssen-Bienhold等最先在视网膜发现了 Cx43表达 Zahs等和梁秋丽等又分别在鼠正常视网膜的 神经节细胞层、神经纤维层和视网膜色素上皮 层中发现Cx43表达
Kihara等人又发现神经节细胞和星形细胞也有 Cx43蛋白的表达
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缝隙连接与糖尿病性神经病变
糖尿病也可影响大脑使其血流量改变、血脑 屏障完整性受损、脑代谢和神经递质释放改变以 及认知功能障碍。糖尿病中枢神经中星形胶质细 胞的病变越来越多报道其起于高血糖所引起的血 管平滑肌细胞、内皮细胞和肾周细胞中缝隙连接 通道的损伤。
下丘脑星 形胶质细 胞间的GJ 能量和代谢 产物的转运