第10章细胞连接与细胞黏附
医学细胞生物学：第十章 细胞连接与细胞粘连
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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
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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。
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细胞生物学
E-钙黏素存在于细胞的 粘合连接处
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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
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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。
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细胞生物学
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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
(1) Distribution: epithelial cells ----the epithelial cells of alimentary canal, the epithelial cells of bladder
(2) Ultra structure: The adjoining membranes make contact at intermittent points, rather than being fused over a large surface area.
(2) adhesion plaque: Distribution: the basal side of epithelia, focal adhesion to ECM.
2. Desmosome junction: IF
(1) desmosomes: are disk-shaped adhesive junctions approximately 1um in diameter that are found in a variety of tissues.
通讯连接 存在于大多数动物细胞中，呈斑块状，由成簇的连接子组成。
connexon
A gap-junction connexon is made up of six transmembrane
connexin subunits.
Connexins are four-pass transmembrane proteins. Most cell type express more than one type of connexins. Two different connexin proteins can assemble into a heteromeric connexon. Adjacent cells expressing different connexins can form intracellular channels in which the two aligned half-channels are different.
细胞接触与粘附的过程与调控
细胞接触与粘附的过程与调控细胞是构成生命的基本单位，它们能够通过接触和粘附与周围环境相互作用，完成各种生理活动。
在多细胞生物中，细胞之间的接触和粘附是维持组织结构和功能的重要因素。
细胞接触与粘附的调控涉及到多种分子信号和生物化学过程，对于生命的正常发展至关重要。
本文将介绍细胞接触与粘附的过程和调控机制，并阐述相关研究的前沿进展。
一、细胞接触的类型细胞接触是指细胞表面的分子和结构通过相互作用使得两个或多个细胞彼此靠近，传递信号和产生相应的生物学反应。
根据细胞间分子相互作用的类型，可以将细胞接触分为三类：直接接触、细胞-基质接触和细胞-细胞接触。
直接接触是指两个细胞通过胞体直接相互接触的现象。
这种接触常见于细胞共生、感染、分裂及生长等环节。
细胞-基质接触是指细胞通过毛细胞连接（如整合素、纤维连接素等）将表面间质与基质（如胶原蛋白、纤维蛋白等）细胞外基质相接触的现象。
基质决定了细胞的力学特性、形态和功能，细胞从基质中获取到生存所需的脏器刺激、细胞外信号转导和支持。
因此，细胞-基质接触对于细胞的生存和活力维持至关重要。
细胞-细胞接触是指细胞膜表面分子的直接相互作用导致细胞间紧密贴合的现象。
这种接触常见于组织细胞间相互识别、信号传递和各种细胞功能的调控。
其中，细胞-细胞的粘附分子是结合蛋白质的一类受体，可以识别特定的相互作用，完成细胞-细胞的黏合和胞外基质的构建。
二、细胞粘附机制细胞粘附是指分子和结构通过相互作用促使细胞与细胞、细胞和基质间的粘附。
在细胞间相互黏附的过程中，需要依赖纤维素酶对黏附蛋白进行降解，从而释放细胞从黏附中解脱的过程。
1.直接粘附直接粘附是指细胞通过细胞表面的特定分子（例如整合蛋白）、抗原、锚定点等与周围细胞进行黏附。
整合蛋白是一类广泛存在于各种细胞表面的受体和黏附蛋白之一，其结构复杂，可以与多种底物相互作用。
整合蛋白参与了众多的生物过程，如在形成细胞-基质和细胞-细胞之间发挥了重要功能。
细胞粘附的名词解释
细胞粘附的名词解释细胞粘附是指细胞与周围环境之间的相互黏附和结合的过程。
它在生命体中起着至关重要的作用，决定了细胞的形态、功能和相互之间的相互作用。
细胞粘附的过程包括细胞表面的黏附蛋白、细胞外基质的组成、细胞与细胞之间的黏附等多个方面。
细胞粘附的主要机制是通过细胞表面的黏附蛋白与细胞外基质中的黏附分子相互作用。
黏附蛋白主要包括整合素、选择素和黏附素等。
整合素是一类在细胞表面存在的蛋白质，它们具有双向信号传导的功能，既可以将信号从细胞外传递到细胞内，也可以将信号从细胞内传递到细胞外。
选择素是一类膜糖蛋白，它们参与细胞与细胞、细胞与血管内皮细胞之间的特异性黏附。
黏附素是一种细胞间黏附分子，它们通过黏附蛋白的特异性结合来参与细胞与细胞之间的直接黏附。
细胞外基质是一种由蛋白质和多糖组成的复杂生物学结构，它包围着细胞，起到支持、保护和调控细胞活动的作用。
细胞外基质中的黏附分子与细胞表面的黏附蛋白相互作用，形成细胞与基质之间的黏附。
黏附分子主要包括纤维连接蛋白、透明质酸、胶原蛋白等。
纤维连接蛋白是细胞外基质中最重要的黏附蛋白之一，它们通过与细胞表面的整合素结合，使细胞与基质之间形成稳定的连接。
透明质酸是一种多糖，它能够吸引水分子，增加细胞外基质的浸润性，使细胞与基质之间的黏附更加牢固。
胶原蛋白是细胞外基质中最丰富的蛋白质，它通过与细胞表面的黏附分子结合，参与细胞与基质之间的黏附和细胞迁移。
细胞与细胞之间的黏附是细胞粘附的另一个重要方面。
细胞黏附分子通过细胞表面的黏附蛋白相互结合，使细胞之间形成稳定的连接。
这种连接对于细胞的增殖、定向迁移、组织形成和器官发育等方面起着重要的作用。
细胞间黏附分子主要包括钙黏附蛋白、干扰素抑制素和黏蛋白等。
钙黏附蛋白是一类依赖于钙离子结合的细胞间黏附分子，它们通过与其他钙黏附蛋白和细胞外基质中的黏附分子结合，调控细胞间的黏附和迁移。
干扰素抑制素是一类具有抑制细胞生长和迁移的作用，它们通过与细胞表面的黏附蛋白结合，抑制细胞的黏附和迁移。
细胞连接与细胞粘附
Cell Junction and Cell Adhesion
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第十章 细胞连接与细胞黏附
半桥粒结构 A.半桥粒结构照片 B.半桥粒结构模式图
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锚定连接各类型的比较
方式 成分
桥粒 半桥粒
连接类型 细胞之间
细胞与基 膜之间
穿膜黏着 蛋白
B. 扫描电镜照片显示蛋白质颗粒条索
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第十章 细胞连接与细胞黏附 3. 分子组成： ➢ 密封蛋白（claudin） 4次穿膜的膜整合蛋白，C-末端和N-
末端均伸向细胞质，对紧密连接的形
➢ 闭合蛋白（occludin） 成和功能起重要作用。
第十章 细胞连接与细胞黏附
Cell Junction and Cell Adhesion
第十章 细胞连接与细胞黏附
概述
细胞连接
细胞
组织
细胞外基质
器官
系统
有机体
细胞连接（cell junction）与细胞黏附 （cell adhesion） 是细胞间结构和功能联系的基本形式。
Cell Junction and Cell Adhesion
A
B
C
D
同源连接子
连接子蛋白 异源连接子
相邻细胞连接子 对接形成通道
间隙连接的结构
A. 质膜横切面显示间隙连接 B. 质膜冷冻蚀刻显示间隙连接成片分布区域 C.间隙连接三维结构示意图 D. 连接子蛋白与连接子
Cell Junction and Cell Adhesion
医学细胞生物学：第10章 细胞连接与细胞黏附
穿膜黏附蛋白
❖ 分类：
细胞骨架 肌动蛋白纤维 中间纤维 类型 （微丝）
分布
黏着连接
桥粒连接
细胞之间
黏着带
桥粒
细胞与细胞外 黏着斑 基质之间
半桥粒
（1）黏着带（Adhesion junction）
由微丝参与的细胞与细胞之间的锚定连接
分布：上皮细胞、心肌细胞等顶端的侧面，紧密连接的下方。 电镜显示，黏着带处细胞间隙约15-20nm。
细胞黏附(Cell adhesion)是通过细胞表面特定的细胞黏 附分子（cell adhesion molecules, CAMs）介导的细胞与 细胞或细胞与细胞外基质之间的彼此黏着。
细胞黏附分子(CAM),广泛存在于细胞膜上的一类穿膜糖 蛋白，以受体-配体结合的形式介导细胞与细胞之间，细胞 与细胞外基质之间相互黏附。
黏着带的构成： 穿膜黏附蛋白：钙黏蛋白 胞内锚定蛋白：α、β、γ联蛋白， 黏着斑蛋白，斑珠蛋白，α-辅肌动 蛋白 骨架纤维：微丝
(2)粘着斑（adhesion plaque） 由微丝参与的细胞与细胞外基质之间的锚定连接。
分布：上皮细胞 基底部，肌细胞 与肌腱连接处。
功能：使细胞牢 固附着
穿膜黏附蛋白为 整联蛋白。
小结：紧密连接（Tight junction）
❖ 结构特点：由相邻细胞膜上的穿膜蛋白（occludin， claudin 等）形成封闭索
❖ 分布：围成管腔的上皮细胞之间（靠近管腔端） ❖ 功能： 1.连接细胞； 2.封闭细胞间隙，防止物质无选择地通过； 3.形成膜蛋白扩散屏障，维持上皮细胞的极性。
2.锚定连接(anchoring junction)
❖ 概念：相邻细胞之间 或细胞与细胞外基质 之间，有细胞骨架纤 维参与的细胞连接， 作用为抵抗机械张力。
分子细胞生物学细胞粘附分子及细胞连结
OB-钙粘素 成骨细胞
VB-钙粘素 脉管内皮细胞
desmoglein 桥粒
desmocollin 桥粒
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钙粘素的作用
1．介导细胞连接 E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要
CAM，是粘合带及桥粒中的主要构成成分。
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(尤其是上皮及神经组织)的构筑有重要 作用。
包括：α-，β-，γ-连锁蛋白(catenin)，粘着斑蛋 白(vinculin)、α-辅肌动蛋白(α-actinin)和片珠蛋白 (plakoslobin)等附着蛋白。
◆钙粘素
◆肌动蛋白
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粘合斑
粘合斑(adhesion plaque，focal adhesion)位于细胞
与胞外基质间，通过整合素(integrin)把细胞中的肌动 蛋白束和胞外基质连接起来。连接处质膜内侧有附着 蛋白形成盘状胞质斑。
活化的整合素又可失活，导致黏附的细胞相互脱离。
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整合素的作用
整合素家族是介导细胞与细胞外基质相互作用的 最主要的分子。
整合素是多数细胞外基质蛋白的受体，能识别、 结合细胞外基质中相应的配体，为细胞黏附提供附着 点，介导细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间的 粘附，使细胞粘在一起，形成一个整体。
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（一）间隙连接(gap junction)
间隙连接也称缝隙连接，是细胞通过连接子进行 的细胞连接。 “间隙” 是指相邻质膜间有2～4 nm的 间隙，间隙内有大量微型管道(连接子)，连接细胞的 胞质，允许一些小分子物质直接从一个细胞流入另一 个细胞。
间隙连接存在于脊椎动物的很多成年细胞和正在 发育的细胞中。
细胞粘附的概念
细胞粘附的概念细胞粘附是指细胞与细胞或细胞与基质之间相互结合的现象。
在生物体内，细胞粘附是细胞生理活动和生物学过程中的一个重要组成部分，它不仅参与细胞的稳定定位和运动，还参与细胞的增殖、分化和分裂等过程。
下面将从细胞粘附的重要性、细胞粘附的机制以及细胞粘附在疾病中的作用等方面进行详细介绍。
细胞粘附的重要性主要体现在以下几个方面：1. 细胞粘附是维持组织结构的基础。
细胞粘附通过细胞与细胞之间的连接和细胞与基质之间的连接，使细胞相互紧密结合，形成有机整体，从而维持组织结构的稳定性和完整性。
2. 细胞粘附参与细胞的信号传导。
很多细胞信号从细胞外部环境传达到细胞内部，通过细胞粘附结构的形成和信号分子的相互作用来传导，并调控细胞的生理活动。
3. 细胞粘附参与细胞运动和迁移。
细胞通过与基质之间的粘附可以在组织中产生运动力，从而参与组织的重塑和再生。
细胞粘附的机制可以分为细胞与细胞粘附和细胞与基质粘附两种。
1. 细胞与细胞粘附：细胞与细胞之间的粘附主要通过细胞间连接蛋白来实现，其中最重要的是细胞间连接蛋白E-钙黏蛋白（E-cadherin）。
E-钙黏蛋白通过钙离子桥接相互连接的细胞膜，形成一个稳定的细胞间连接结构。
2. 细胞与基质粘附：细胞与基质之间粘附主要通过细胞外基质蛋白来实现。
细胞外基质蛋白包括纤维蛋白、胶原蛋白、蛋白多糖等，它们与细胞表面的整合素（integrin）等蛋白相互作用，形成细胞与基质之间的连接。
细胞粘附在许多生物学过程中都起到重要作用。
例如，在胚胎发育过程中，细胞粘附参与胚胎层次结构的形成和胚胎器官的分化；在免疫系统中，细胞粘附参与白细胞的定位和介导炎症反应；在肿瘤发生和转移过程中，细胞粘附的改变可以导致肿瘤细胞的脱离和转移等。
此外，细胞粘附还与一些重要疾病密切相关。
例如，在炎症反应中，细胞粘附分子在血管内皮细胞上的表达增加，使白细胞能够通过血管壁进入炎症部位，参与炎症反应的发展。
在肿瘤转移过程中，肿瘤细胞通过改变细胞间连接结构和细胞与基质粘附，增强其在组织中的浸润能力和转移能力。