第九章 细胞黏附分子(adhesion molecules)综述
细胞粘附分子与肿瘤发生的关系研究
细胞粘附分子与肿瘤发生的关系研究肿瘤是一种比较复杂的疾病，在医学界一直是一个热门的研究课题，也是困扰着广大患者的一个问题。
随着科技的发展，越来越多的研究成果揭示了肿瘤的形成与发展机制，其中细胞粘附分子成为了近年来一个非常重要的研究方向。
细胞粘附分子（cell adhesion molecules）是指一类跨过细胞膜的蛋白质，能够在细胞间或细胞与基质之间发生相互作用的一类大分子结构。
它们可以调节细胞的黏附、迁移、分化、增殖等生物学行为，对生命活动具有重要作用。
近年来，越来越多的研究表明，细胞粘附分子对于肿瘤的发生发展起着重要的调控作用。
在正常生理条件下，细胞粘附分子能够维持细胞与周围环境的黏附力量，使细胞稳定成长并确保正常的生理功能；而在肿瘤发生过程中，细胞粘附分子可能会发生异常的表达或功能失调，导致细胞黏附力量的降低、分化失控、增殖表现异常等不正常的生物学行为，因而推动了肿瘤的发展、进展和转移。
采取针对肿瘤的治疗手段也将细胞粘附分子作为治疗靶点，主要是利用抗粘附分子的抗体、小分子化合物或RNAi等药物，以干扰它们在肿瘤生长和转移过程中的角色，从而达到抑制肿瘤的生长和转移的目的。
近年来，越来越多的学者聚焦于细胞粘附分子与肿瘤发生的关系研究，其意义在于深入剖析这一复杂机制的本质，并为肿瘤治疗的新技术和新方法提供理论支持，为药物研发、产业转化和临床实践提供有力的思路和方法。
例如，一些研究表明，细胞粘附分子甲型胶原酶（ADAM）可能与许多癌症有关，研究ADAM可能对于癌症的治疗有着重要的作用。
另外，一些研究表明细胞外基质分子促进肿瘤生长和转移的作用，但另一些研究表明它们对其他结构和功能无影响。
这说明需要进一步扩大样本、建立更多的模型，并加入多种分析方法，以进行更深入的研究。
总之，细胞粘附分子已经成为肿瘤研究的热点之一，其作为肿瘤治疗的靶点也越来越受到研究者的重视。
继续深入研究和探索，开发更加有效的治疗策略，相信在不远的将来，能够为患者带来更多的福音。
医学课件细胞粘附分子CellAdhesionMoleculesCAM
一、基本概念
1.定义
是介导细胞与细胞或细胞与细胞外基 质间相互接触和结合的一类膜表面糖蛋白分子。 以受体与配体方式相互作用，通过增加细 胞间粘附作用和或传递信号而促进细胞的功能。
2.分 类 选择素家族 selectin 整合素家族 integrin 粘蛋白样家族 Ig家族 IgSF 钙粘蛋白家族 cadherin 尚未归类的粘附分子
VCAM VLA-4 ICAM LFA-1 1/2 LFA-3 CD2
1
MHC-II
CD3 Ag TCR CD4 CD4
CD28 CTLA-4
2
B7
无能
CD28刺激
阻断B7
活化并增殖
（三）参与调节炎症反应
滚动
激发 牢固粘附 越出血管
L-selectin E-selectin 4 1/ 4 7 VCAM Mad.CAM
LHR：lymphocyte homing receptor
HEV
T T
HEV
淋巴组织
归巢
血液
HEV: high endothelial venules
HEV: 高内皮细胞小静脉
心脏 体循环
脾脏
HEV:高内皮 细胞小静脉
三、CAM与临床
——白细胞粘附分子缺陷 可导致疾病
如白细胞粘附缺陷病：
许多CKs和CAM参与调节这一过程，它们对不同 细胞或在应答反应的不同阶段发挥的作用不尽 相同。
参与TH细胞活化的粘附分子
LFA-3
CD2
APC
MHC-II Ag
CD4 TCR CD3
淋 巴 细 胞
第九章 细胞黏附分子(adhesion molecules)
淋巴细胞 (Homing receptor)
E-selectin (CD62e) P-selectin (CD62P)
内皮细胞
活化内皮细胞 血小板
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
8
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
9
• 三、免疫球蛋白超家族( Ig super family) • 具有与Ig相似的结构特征，有一个或多个IgV样或 C样结构域。种类繁多、分布广泛、功能多样。
Type of Cadherin
E-Cadherin; P-Cadherin Desmosomal Cadherin
What tissues?
Structure:
Intracellular binding proteins
Cytoplasmic filaments
epithelial cells epidermis and placenta
ICAM-1 (CD54)
ICAM-2 (CD102) ICAM-3 (CD50)
α L β 2 (LFA-1) αL β2
LFA-2 (CD2)
LFA-3 (CD 58) MHC molecules MAdCAM-1 PECAM (CD31) T-cell receptor
LFA-3
LFA-2
Lymphocytes; Thymocytes
adhesion belts （粘合带） Desmosomes （桥粒）
catenins, alph Actin（肌动蛋白） a actinin desmoplakins I, Keratin（角蛋 II; 白）; Plakoglobin desmin （肌 间线蛋白） Catenins（连锁蛋 actin 白）, alpha actinin, vinculin
细胞粘附分子CellAdhesionMoleculesCA
ICAM-1
ICAM-1
LFA-1
LFA-1
B-7
CD28
CD4
TCR
CD3
MHC-II
CD40
CD40L
SIg
CD79
CKs
活化信号1
活化信号2
Th 活 化
活 化 信 号 2
活化信号1
B 活化
Ag加工、提呈
B cell
T cell
Ag
活化并增殖
CD28刺激
阻断B7
信号1
信号1+2
CD4
CD4
三、CAM与临床 ——白细胞粘附分子缺陷 可导致疾病
分 类
参与凝血和血栓形成，创伤愈合
06
参与调节炎症反应
05
参与调节免疫应答
04
维持正常组织结构
03
参与胚胎发育和分化
02
参与肿瘤扩散和转移
01
3.生理学和病理学功能： ——多样、互相重叠
（1）作用方式 ——以受体与配体相互配对的形式分布于相互作用的细胞表面或ECM中，起作用时多个分子对共同参与。
成熟淋巴细胞 定居于外周淋巴器官或组织后，通过血液和淋巴的再循环回归到原来的淋巴组织（归巢）。 此作用有赖于淋巴组织中毛细血管后静脉的一些特殊化的HEV（高内皮小静脉）。这些细胞表达大量一般静止的扁平内皮细胞所缺乏的粘附分子，包括IgSF的ICAM-1，ICAM-2，VCAM-1等，它们作为配体与淋巴细胞归巢受体（LFA-1，VLA-4，CD44，L-selectin）结合，引导淋巴细胞定向地进入淋巴组织。
识别（活化），
反应（增殖分化）
效应反应 许多CKs和CAM参与调节这一过程，它们对不同细胞或在应答反应的不同阶段发挥的作用不尽相同。
细胞粘附分子名词解释
细胞粘附分子1. 介绍细胞粘附分子（cell adhesion molecules，简称CAMs）是一类广泛存在于生物体内的蛋白质，起到细胞与细胞之间或细胞与基质之间相互黏附和相互作用的重要作用。
它们通过参与细胞间的黏附、信号传导、细胞外基质重构等过程，调节多种生物学过程，如组织发育、免疫应答、肿瘤转移等。
2. 结构和分类根据其结构和功能特点，细胞粘附分子可以分为三大类：整合素（integrin）、选择素（selectin）和免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily）。
这些分子通常由多个亚基组成，并通过不同的结构域实现其功能。
2.1 整合素整合素是一类跨膜受体，由α亚基和β亚基组成。
它们通过连接细胞内的骨架蛋白与外界的基质分子进行相互作用。
整合素在机体中广泛存在，并参与多种重要的生理过程，如血小板聚集、细胞黏附和迁移等。
2.2 选择素选择素是一类单链跨膜蛋白，分为P-选择素、E-选择素和L-选择素等多个亚型。
它们主要参与炎症反应和免疫应答过程中的细胞间黏附。
选择素通过与其配体结合，介导白细胞滚动、粘附和迁移。
2.3 免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族是一类具有相似结构域的蛋白质，包括IgG、IgM、IgA等多种亚型。
这些分子通过其Ig-like结构域参与细胞间的黏附和信号传导。
免疫球蛋白超家族成员在免疫系统中起到重要的作用，如抗原识别、淋巴细胞激活等。
3. 功能和作用3.1 细胞黏附细胞黏附是细胞与细胞之间或细胞与基质之间相互接触并保持连接的过程。
细胞粘附分子通过其特定的配体结合能力，调节细胞间的黏附程度。
细胞黏附不仅参与了组织的构建和稳定，还影响细胞的形态、迁移和信号传导等生物学过程。
3.2 信号传导细胞粘附分子与其配体结合后，可以通过激活多种信号通路来调控细胞的功能。
例如，整合素与基质分子结合后可以激活PI3K/Akt和MAPK等信号通路，影响细胞增殖和存活。
选择素介导的黏附也可以激活下游信号通路，如NF-κB、JNK等，参与炎症反应和免疫应答。
细胞粘附与黏附分子的研究
细胞粘附与黏附分子的研究细胞粘附是细胞与细胞、细胞与基质之间相互作用的过程。
这种作用对于细胞的生长、分化、迁移、信号传导以及细胞生物学、病理生理学等方面都具有重要的影响。
黏附分子是细胞表面的大分子，它与环境外部或其它细胞表面的黏附分子通过黏附相互作用，以实现细胞在组织、器官和器系之间的黏附、迁移、微环境的识别以及化学信号的转导等生物学功能。
细胞粘附的生物学意义细胞粘附是细胞与周围环境进行互动的基础，它决定了细胞生长和功能的表现。
正常情况下，细胞粘附可以保持组织结构的相对稳定和协调。
而在某些情况下，细胞粘附会出现严重的异常，如癌细胞的侵袭和转移等，进而导致肿瘤的形成和扩散。
细胞粘附的分子机制细胞表面的分子主要包括黏附分子和胞外基质分子。
其中，黏附分子主要位于细胞膜上，包括整合素、选择素、黏附素、免疫球蛋白超家族成员等，胞外基质分子则位于基质内及细胞表面，如胶原、纤维连接蛋白、依赖酪氨酸激酶受体、丝氨酸/苏氨酸激酶受体等。
在细胞与周围环境的相互作用中，黏附分子与胞外基质分子通过黏附作用相互作用，这一过程是严格受到调控的。
选择素和黏附素主要参与白细胞的黏附，整合素则主要参与细胞-基质之间的黏附。
其中，α/β整合素被认为是细胞与周围环境相互作用的主要力量，不仅可以促进细胞迁移，还与细胞的增殖、分化等生理过程密切相关。
此外，一些胞内信号通路也对细胞黏附作用发挥重要作用。
黏附分子的研究进展黏附分子在疾病的形成和发展过程中扮演着关键角色。
目前，对于黏附分子的研究主要侧重于与癌症、免疫、细胞增殖、迁移、再生等方面的关系。
研究发现，α/β整合素在某些癌症的侵袭和转移中扮演着重要作用。
整合素促进肿瘤细胞侵袭和转移主要是因为它可以通过与流动相互作用而实现转移，而且它还可以促进肿瘤血管的形成。
此外，黏附素与一些自身免疫疾病的发生有关，如风湿性关节炎，系统性红斑狼疮等。
除此之外，黏附分子在细胞增殖、迁移和再生等方面的研究也备受关注。
细胞粘附分子概述和作用
CELL MATRIX ADHESION
hemidesm. (integrins)
basal lamina
focal contacts (integrins)
integrins NO
attachment plague
JUNCTIONAL ADHESION MECHANISMS Non-JUNCTIONAL CONTACTS
catenins a,b,g (bind actin) (required for cell-cell adhesion)
B) INTEGRINS: (both junctional and non-junctional adhesions)
C) SELECTINS (non-junctional, endothelium and blood cells only)
二、几种重要CAMs家族的结构 与功能
（一）钙粘素家族(cadherin)
单链，一次跨膜，作用依赖于钙。通过同种 亲和性结合介导同种细胞间的粘附，参与构建 细胞间的粘合连接(adherence junction)等。
该家族成员多达30多种，分为E－、N－、P －等，分布于不同的组织。
（三）CAMs的配体 1. 同种或异种CAMs的胞外区 2. 细胞外基质成分
(1) 氨基聚糖：如透明质酸 (2) 蛋白聚糖 (3) 纤维性蛋白质：胶原(collagen, COL)、弹 力纤维 (4) 粘附性糖蛋白 ：
纤连蛋白(fibronectin，FN)、 层粘连蛋白(laminin，LM或LN)等
细胞粘附分子概述和作用
CAMs能够介导细胞之间以及细胞与细胞 外基质(extracellular matrix，CEM)间的识 别和结合，它们的功能： 参与胚胎发育和细胞的信号转导； 调节细胞生长、分化、运动、凋亡等； 维持组织和器官的结构、形状及力学性质； 在凝血、免疫调节、炎症反应、血栓形成、 损伤修复、病毒和原虫感染以及肿瘤转移 等过程中发挥重要作用。
细胞黏附分子
应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不 同实验室的单克隆抗体所识别的同一种分化抗原 归为同一个分化群，简称CD。
CD1、CD2、CD3------CD350 分组：附录2
结构组成：跨膜蛋白或糖蛋白 胞膜外区、跨膜区和胞浆区
据胞膜外区结构特点 分不同家族或超家族 IgSF、CKRF C-LectinSF (C型凝集素超家族) 整合素家族 TNFSF和TNFRSF
LEUKOCYTE DIFFERENTIATION ANTIGEN AND ADHESION MOLECULES
功能
作为细胞的表面标记分子用于细胞的分离和鉴定 参与细胞的生长、成熟、分化、发育、迁移和激活 参与某些疾病的发生、发展和转归
Mφ、 DC 、 NK、T、B细胞
补体受体 ( CR ) 细胞因子受体 ( CK R )
Mφ 广泛
死亡受体 ( DR )
广泛
主要组织相容性复合体编码的分子
MHC-I类分子
广泛
MHC-II类分子
APC 活化T细胞
协同刺激分子
APC T细胞 B细胞
细胞黏附分子
广泛
主要功能
特异性识别抗原 ( 抗原肽-MHC ) 特异性识别抗原 激活或抑制杀伤活性 抗感染 感应危险信号 吞噬 杀伤 调节 抗感染 调节 造血 细胞生长 分化 趋化 凋亡
LEUKOCYTE DIFFERENTIATION ANTIGEN AND ADHESION MOLECULES
免疫应答过程有赖于免疫系统中各种细胞 间的相互作用，包括细胞间直接接触或由细胞 因子等其他活性分子的介导。
这些细胞表面的功能分子又称细胞表面标 志（cell surface marker)分子。
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Distribution Neurons; Leukocytes Thymocytes;T cells; Thymocytes；CTL；NK cells Lymphocytes; Epithelial; WM perivascular astrocytes Glial tumors (malignant)Metastases (CD44v splice variant) Leukocytes; Endothelial cells; Dendritic cells; Fibroblasts; Epithelium; Synovial cells; Disease: Lys29Met mutation Susceptibility to cerebral malaria Endothelial cells; Lymphocytes; Monocytes Leukocytes
Type of Cadherin
E-Cadherin; P-Cadherin Desmosomal Cadherin
What tissues?
Structure:
Intracellular binding proteins
Cytoplasmic filaments
epithelial cells epidermis and placenta
神经系统IgSF：主要是神经原成分或介导 神经髓鞘形成 一般IgSF：介导白细胞的牢固黏附，如 CD4、CD8和CD2 等。
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
10
Molecule ALCAM (CD166) CD4 CD8 CD44
Ligands CD6; CD166;NgCAM; 35 kD protein MHC;HIV gp120 MHC Hyaluronin; Ankyrin; Fibronectin; MIP1β Osteopontin α L β 2; LFA-1
Leukocytes; Stroma; Endothelial cells Astrocytoma Mucosal endothelial cells
α 4β 7; L-selectin CD31; α vβ 3
Leukocytes; Synovial cells; Endothelial 孙汶生教授高教版免疫学 -朱 cells
淋巴细胞 (Homing receptor)
内皮细胞
活化内皮细胞 血小板
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
8
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
9
• 三、免疫球蛋白超家族( Ig super family) • 具有与Ig相似的结构特征，有一个或多个IgV样或 C样结构域。种类繁多、分布广泛、功能多样。
• • • •
第九章 细胞黏附分子
（adhesion molecules)
免疫学研究所 山东大学医学院
孙汶生教授高教版免疫学-朱 1
概述
是一类由细胞产生的，以配-受 体形式发挥作用的，介导细胞间、 细胞与胞外基质间相互接触、识别、
激活和移行的膜表面糖蛋白。 • 黏附是细胞识别和移动两大功能的基本 要素 • 多为细胞表面的糖蛋白，以受体-配体形 式发挥作用 • 具有广泛的生物学作用
4
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• 四、钙黏蛋白（cadherin） • 钙离子依赖性黏附分子家族， • 主要介导同型细胞间的黏附作用，在 调节胚胎发生和和维持成人组织结构完 整性发挥重要作用。
孙汶生教授高教版免疫学-朱
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Well known types of Calcium dependent adhesion molecules
分子 配体s 分布 功能 淋巴细胞再 循环 及归巢粘膜 淋巴组织 介导中性粒 细胞穿越血 管 介导中性粒 细胞穿越血 管
L-selectin (CD62L)
E-selectin (CD62e) P-selectin (CD62P)
GlyCAM-1 CD34 MAdCAM-1
皮肤淋巴细胞相关抗原 唾液酸化Lewisx P-selectin glycoprotein ligand-1
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
5
孙汶生教授高教版免疫学-朱
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• 二、选择素家族（selectin family ) • 单链跨膜分子，只表达在参与机体 防御反应的血细胞，内皮细胞等细胞表 面。 • L-选择素:淋巴细胞归巢受体 • P-选择素 • E-选择素
孙汶生教授高教版免疫学-朱
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7
选择素家族、配体、分布及功能
ICAM-1 (CD54)
ICAM-2 (CD102) ICAM-3 (CD50)
α L β 2 (LFA-1) αL β2
LFA-2 (CD2)
LFA-3 (CD 58) MHC molecules MAdCAM-1 PECAM (CD31) T-cell receptor
LFA-3
LFA-2
Lymphocytes; Thymocytes
孙汶生教授高教版免疫学-朱 2
第一节 黏附分子命名
1. 许多黏附分子以功能命名，如淋巴细 胞功能相关分子、血管细胞黏附分子 等 2. 有的以CD命名 CD（clusterof differentiation) :分化群 3. CD命名只代表分子的鉴定方法，不代 表分子的功能。同一个分子同时可具 有CD和功能命名。
孙汶生教授高教版免疫学-朱
3
第二节 黏附分子的分类
• 1. 2. 3. 4. 5. 6. 按照黏附分子的结构特点将其分为 整合素家族 选择素家族 免疫球蛋白超家族 钙黏蛋白家族 黏蛋白样家族 其它粘附分子
孙汶生教授高教版免疫学-朱
4
• 一、整合素家族（integrin family ) 由（>17)和(8种）两条链经非共价键 连接组成的异源二聚体，为跨膜蛋白 。 介导细胞与外基质、细胞与细胞间的黏附、 免疫应答、炎症反应和细胞发育过程中的细 胞移动 • VLA-4(41) ：迟现抗原-4 (very later antigen-4) 其配体为VCAM-1(Vascular cell adhesion molecular-1) • LFA-1(L2)—ICAM-1,2,3
adhesion belts （粘合带） Desmosomes （桥粒）