细胞连接与细胞粘连 (2)
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。
细胞生物学-第十章-细胞连接与细胞黏附-提纲
第十章细胞连接与细胞黏附封闭连接细胞连接锚定连接通讯连接一封闭连接（紧密连接）分布于各种上皮细胞，如消化道上皮、膀胱上皮、睾丸曲细精管生精上皮的支持细胞基部、腺体的上皮细胞管腔面的顶端侧面区域、脑毛细血管内皮细胞之间等跨膜蛋白颗粒形成的封闭索，交错形成网状，环绕每个上皮细胞的顶部，连接相邻细胞，封闭细胞间隙，防止小分子从细胞一侧经过细胞间隙进入另一侧穿膜蛋白闭合蛋白occludin 45kD的四次穿膜蛋白C端与N端均伸向细胞质封闭蛋白claudin 20-27kD的四次穿膜蛋白C端与N端均伸向细胞质胞质外周蛋白PDZ蛋白、ZO家族。
紧密连接的两个主要功能：1封闭上皮细胞的间隙，形成与外界隔离的封闭带，防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织，或从组织回流入腔中，保持内环境的稳定。
如：血脑屏障blood-brain barrier、血睾屏障blood-testis barrier保护器官免受异物伤害2形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，维持上皮细胞的极性。
如紧密连接限制膜蛋白、膜脂分子流动性，保证在小肠上皮内胞质营养物质运转的方向性，还将上皮细胞联合成一个整体二锚定连接由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接；主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固粘合；广泛分布于动物各种组织中，特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受机械压力的组织细胞与细胞间的黏着连接黏着带adhesion belt 黏着连接adhering junction 细胞与细胞外基质间的黏合连接黏着斑与肌动蛋白纤维相连的锚定连接adhesion plaque桥粒连接desmosome junction 细胞与细胞间的连接桥粒desmosome与中间纤维相连的锚定连接细胞与细胞外基质间的连接半桥粒hemidesmosome细胞内锚定蛋白intracellular anchor proteins：在细胞膜的胞质面形成一个突出的斑，并将连接复合体与肌动蛋白纤维/中间纤维相连穿膜黏着蛋白transmembrane adhension proteins：其胞质区域连接细胞内锚定蛋白，其细胞外区域与细胞外基质蛋白或相邻细胞特异的穿膜黏着蛋白（一）黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接1黏着带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参与形成黏着带的穿膜黏着蛋白称：钙黏着蛋白cadherin，是Ca2+依赖性细胞黏附分子胞内锚定蛋白：α、β、γ联蛋白(catenins)，α-辅肌动蛋白(actinin)、黏着斑蛋白(vinculin)等，锚定肌动蛋白丝作用1在维持细胞形态和组织器官完整性2为上皮细胞、心肌细胞提供了抵抗机械张力的牢固黏合2 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合连接参与黏着斑连接的穿膜黏着蛋白是整联蛋白integrin，也称整合素；其胞外部分与细胞外基质(纤连蛋白、胶原) 相连，胞内部分通过锚定蛋白与肌动蛋白丝相连黏着斑部位的锚定蛋白有：踝蛋白talin、α-辅肌动蛋白、细丝蛋白filamin、纽蛋白vinculin 等黏着斑在肌细胞、肌腱(主要是胶原) 形成的连接中很常见体外培养细胞常通过黏着斑附着于培养皿表面，黏着斑的形成、解离对细胞的铺展和迁移有重要意义（二）桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接桥粒连接广泛分布于承受强拉力的组织中，如皮肤、心肌、消化道、膀胱、子宫、阴道等处的上皮细胞之间；根据分布位置，分为：桥粒、半桥粒两种1 桥粒位于上皮细胞黏着带下方，是相邻细胞接触点上的一种类似斑点状（纽扣）的结构桥粒斑（中间纤维附着部位）由多种蛋白组成包括桥粒斑珠蛋白plakoglobin、桥粒斑蛋白desmoplakin不同组织的细胞中附着于桥粒斑的中间纤维不同胰蛋白酶、胶原酶、透明质酸酶、Ca2+螯合剂，均能破坏桥粒结构桥粒破坏：自身免疫缺陷病——天疱疮2 半桥粒上皮细胞与基膜之间的连接装置，结构仅为桥粒的一半半桥粒的胞质斑由网蛋白plectin组成，与胞内中间纤维相连；半桥粒的跨膜黏着蛋白是整联蛋白integrin、穿膜蛋白BP180，与基底膜中的层粘连蛋白结合，从而将细胞与基底膜牢固锚定在一起主要功能：把上皮细胞与其下方的基底膜连在一起，防止机械力造成的上皮组织剥离半桥粒破坏：大泡性类天疱疮；层粘连蛋白、整联蛋白α6或β4基因突变，均引起大泡性表皮松懈症，症状类似前者三通讯连接通讯连接communicating junction：进行细胞间的电信号、化学信号的通讯联系，从而完成群体细胞间的合作与协调动物组织中有两种通讯连接：间隙连接gap junction、化学突触chemical synapse(一) 间隙连接是动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式除骨骼肌细胞及血细胞外，几乎所有的动物组织细胞都利用间隙连接进行通讯连接间隙连接的基本结构单位是连接子connexon，长7.5nm，外径6nm，由6个相同或相似的跨膜蛋白——连接子蛋白connexin（都有4个保守的a螺旋穿膜区）环绕而成，中央是1.5~2nm 的亲水性通道一个连接子可以由不同连接子蛋白构成——异源连接子；也可由相同连接子蛋白构成——同源连接子不同连接子蛋白构成的连接子，在通透性、导电率、可调节性方面是不同的，其分布具有组织细胞特异性重要功能是：加强相邻细胞的机械连接介导细胞间通讯间隙连接的通讯方式代谢藕联metabolic coupling电藕联electric coupling1 代谢耦联通过连接子形成亲水性通道，允许如无机离子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸、维生素、cAMP等从一个细胞迅速进入另一个细胞内，使代谢产物迅速平均分配到相邻细胞中，在胚胎发育早期特别重要间隙连接的通透性是可以调节的，降低pH，或升高Ca2+离子浓度，均可降低间隙连接的通透性（细胞受损时，Ca2+大量进入细胞，导致间隙连接关闭，以免周围细胞受到伤害；肿瘤细胞间隙连接明显减少或丧失，失去控制）2 电耦联其连接子是种离子通道，带电的离子能通过间隙连接达到相邻细胞在具有电兴奋性的组织细胞间，广泛存在电耦联现象；带电离子通过连接子，使动作电位从一个细胞扩散到另一个细胞，速度快而准确（二）突触主要存在于神经细胞之间和神经细胞与肌细胞的接触部位突触电突触细胞间形成间隙连接速度快而准确化学突触化学突触主要存在于神经细胞之间、神经细胞与肌细胞之间的接触部位，突触间隙20nm宽，传递神经递质，引起突触后膜动作电位，速度不及电突触。
医学细胞生物学：10 细胞连接与细胞粘连
➢ 功能：使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和跨膜粘连蛋白
连成广泛的跨膜网，使组织连为一个坚固的整体。
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粘合带(adhesion belt)位于紧密连接下方
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第十章 细胞连接与细胞粘连 CELL JUNCTION AND CELL DHESION
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第一节 细胞连接
➢ 细胞连接：是相邻细胞间，细胞与细胞外基质间在质膜 接触区域特化形成的连结结构，是维系细胞间相对稳定 的结构。
➢ 分布：人和动物体内除了结缔组织和血液外的各种组织
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锚定连接由两大类蛋白组成
1. 细胞内锚定蛋白 ➢ 一端将特定的细胞骨架同连接复合体连接 ➢ 另一端与跨膜粘连蛋白相连 2. 跨膜粘连蛋白：是一类细胞黏附分子 ➢ 胞内区：与细胞内锚定蛋白相连 ➢ 胞外区：与相邻细胞特异的跨膜粘连蛋白或与细胞外
➢ 分类：根据其结构和功能特点分为三大类：
➢ 紧密连接 (occluding junction)，又称封闭连接
➢ 锚定连接(anchoring junction)，黏着连接、斑块连接
➢ 通讯连接(communicating junction)。
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小肠上皮细胞之间的粘合带(adhesion belt)
➢ 形态特征：
➢ 相邻细胞的间隙约15～ 20nm
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[第十五章 细胞社会的联系：细胞连接、细胞黏着和.
第十五章细胞社会的联系:细胞连接、细胞黏着和细胞外基质一、细胞连接细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系, 协同作用的重要组织方式。
共分三类:(1封闭连接 (occluding junctions :紧密连接 (tight junction 是典型的代表。
它将相邻细胞的质膜密切连接在一起阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。
(2锚定连接 (anchoring junctions :通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。
分为两类:①与中间纤维相关的锚定连接, 包括桥粒(desmosome、半桥粒 (hemidesmosome;②与肌动蛋白纤维相关的锚定连接, 包括黏合带 (adhesion belt、黏合斑 (focal adhesion。
(3通讯连接 (communicating junctions :主要包括间隙连接 (gap junction 、神经细胞间的化学突触 (chemical synapse和植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata。
(一封闭连接紧密连接是封闭连接的主要形式, 一般存在于上皮细胞之间, 在光镜下小肠上皮细胞之间的闭锁堤区域便是紧密连接存在的部位。
功能:阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧扩散到另一侧, 因此起重要的封闭作用, 同时还将上皮细胞的游离端与基底细胞膜上的膜蛋白相互隔离。
还具有隔离与支持功能。
焊接线:也称为嵴线,一般认为它由成串排列的特殊跨膜蛋白组成,相邻细胞的嵴线相互交联封闭了细胞之问的空隙。
目前已从嵴线中分离出两类蛋白: (1封闭蛋白 (occludin,为一个相对分子量为 60×103的 4次跨膜蛋白。
(2另一类也称 claudin , 也是跨膜 4次的蛋白家族 (现已发现有 15种以上。
(二锚定连接锚定连接在机体内分布很广, 在上皮组织、心肌和子宫颈等组织中量尤为丰富。
功能:通过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。
《细胞连接》PPT课件
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锚定连接蛋白组成
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1. 粘着连接
粘着连接（adhesion junction）
此种连接在质膜胞质一侧与微丝相连
在上皮细胞中以粘着带的形式存在
粘着带（adhesion belt）
位于某些上皮细胞紧密连接的下方，相邻细胞间形 成一个连续的带状结构。
跨膜糖蛋白：
钙粘素家族（粘着带处相邻细胞间的相互作用依赖于Ca2+）
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三、通讯连接 （communicating junction）
间隙连接（gap junction）
间隙连接处相连细胞膜间的间隙为2-3nm。 构成间隙连接的基本单位是连接子。每个连接 子由6个跨膜蛋白亚单位环绕成，中心是直径 约1.5nm的孔道。
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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。
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电镜下桥粒
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4．半桥粒（hemidesmosome）
半桥粒通过膜蛋白将上皮细胞固着在基底 膜 (basement membrane)上。
跨膜糖蛋白Leabharlann 整合素家族细胞内锚定成份
中间纤维
在半桥粒中，中间纤维不是穿过而是终止 于半桥粒的致密斑内。
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胞间连丝结构模型
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• 胞间连丝
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四、细胞表面的粘着因子
细胞连接与细胞粘连
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粘附因子介导的细胞粘连的3种方式
两相邻细胞表面的同种CAM分子间的相互识别与结合 （亲同性粘附） 两相邻细胞表面的不同种CAM分子间的相互识别与结合 （亲异性粘附）； 两相邻细胞表面的相同CAM分子借细胞外的连接分子相 互识别与结合。
细胞连接
Tong Liu, Cell Biology
1、与微丝相连的锚定连接 （抵抗机械张力）
形态特征：细胞间存在间隙，间隙中有 丝状致密物质；细胞膜的胞质面，可见 与细胞膜平行排列的微丝。 分类：黏合带 黏着斑 作用：细胞附着与支持。
Tong Liu, Cell Biology
黏着带
位置：黏合带位于某些上皮细胞紧密连 接的下方。 黏着带处相邻细胞间的相互作用依赖于 Ca2+，因此黏着带中的跨膜粘连蛋白被 认为是钙黏素家族，钙黏素形成同源二 聚体连成跨膜网，使组织坚固。 与黏合带相连的微丝在细胞中形成平行 于细胞膜的可收缩的纤维束。
紧密连接
Tong Liu, Cell Biology
Tong Liu, Cell Biology
Tong Liu, Cell Biology
功能
封闭上皮细胞的间隙 阻止分子从细胞间隙通过，保证了机体 内环境的相对稳定。
如：小肠上皮细胞对营养物质的吸收转运、脑毛 细血管内皮形成的血脑屏障
形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向 扩散 保证器官、组织尽少地受到异物侵害， 具有一定机械支持作用。抗压
小肠
Tong Liu, Cell Biology
细胞连接
机体同一组织或不同组织间通过相邻细胞
表面的特化及细胞间隙所形成的组织结构 形式，是维系细胞间相对稳定的结构。
Tong Liu, Cell Biology
Cell-Cell Junctions
Tong Liu, Cell Biology
非锚定连接的细胞间黏着方式
Tong Liu, Cell Biology
与细胞连接相关的粘附因子
Tong Liu, Cell Biology
医学细胞生物学-细胞连接
选择素的分子结构 单次穿膜蛋白 胞外区由三个独立结构域组成：
N末端凝集素结构域：识别特异糖基，参与细 胞之间选择性黏附的重要活性部位。 表皮生长因子样结构域：加强分子间黏附 补体结合蛋白结构域：参与补体系统调节作 用
胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。
选择素的功能 位：位于上皮细胞粘着带的下方，是相邻细胞接触点上
一种类似纽扣状的结构。
桥
粒
结
中间纤维
构
模
式
图
钙黏着蛋白
细胞质斑 桥粒斑蛋白
亲珠蛋白 亲斑蛋白
中间纤维
质膜
桥粒芯蛋白 桥粒胶蛋白
电镜下桥粒
2）.半桥粒
半桥粒结构 A.半桥粒结构照片 B.半桥粒结构模式图
锚定连接的种类及其化学组成
临床案例
56岁Phyllis Jacobson是一位已婚的犹太裔秘书，她近来因口腔持续溃疡 一种被她自认为是颊部的“唇疱疹（cold sores）”困扰两个月了,口腔及 舌咽部有破损和溃疡，经局部治疗无效，并出现水泡。
给予抗病毒，抗真菌药物治疗无效，并且病情加重。
血细胞计数检查正常，额中线的与头皮交汇处出现许多小的软水泡。
中层
胞间连丝
胞间连丝结构图解
质膜
电镜下的胞间连丝横切面
胞间连丝是由穿过细胞壁的质膜围成的细胞质通道，直径约20~40nm。 通道中有一由膜围成的筒状结构，称为连丝小管(desmotubule)。连丝 小管是由光面内质网特化而成，管的两端各与一个细胞中的内质网相连。
连丝小管与胞间连丝的质膜内衬之间，填充有一圈细胞质溶质(cytosol)。 一些小分子可通过细胞质溶质环在相邻细胞间传递。
分子组成:
♫ 封闭蛋白 （occludin) ♫ 紧密蛋白 (claudin)