医学细胞生物学-细胞连接_精品文档.ppt

1、细胞生物学细胞生物学第三章：细胞微环境与细胞连接第三章：细胞微环境与细胞连接2022/11/11细胞细胞环境环境包括内环境（细胞内环境）和外包括内环境（细胞内环境）和外环境（细胞外环境）。环境（细胞外环境）。细胞对其环境的稳定性要求很高，其调节细胞对其环境的稳定性要求很高，其调节通过通过细胞与细胞细胞与细胞、细胞与环境细胞与环境之间的相互之间的相互作用作用来实现。来实现。作用方式为通过细胞与细胞、细胞与细胞作用方式为通过细胞与细胞、细胞与细胞外基质间的相互外基质间的相互识别识别、黏着黏着、连接连接和和通讯通讯等等2022/11/13l56岁岁Phyllis Jacobson是一位已婚的犹太裔秘

2、书，她近来因口腔持续溃疡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一种被她自认为是颊部的“唇疱疹（唇疱疹（cold sores）”困扰两个月了困扰两个月了,口腔及口腔及舌咽部有破损和溃疡，经局部治疗无效，并出现水泡。舌咽部有破损和溃疡，经局部治疗无效，并出现水泡。l给予抗病毒，抗真菌药物治疗无效，并且病情加重。给予抗病毒，抗真菌药物治疗无效，并且病情加重。l血细胞计数检查正常，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。额中线的与头皮交汇处出现许多小的软水泡。lJacobson太太患得是渐进性的寻常性天疱疮（太太患得是渐进性的寻常性天疱疮（pemphig

3、us vulgaris）临床案例2022/11/14l患者具有后天获得性抗表皮患者具有后天获得性抗表皮角质细胞跨膜粘着蛋白角质细胞跨膜粘着蛋白desmogleins（桥粒芯蛋白）（桥粒芯蛋白）的自身抗体。的自身抗体。桥粒芯蛋白桥粒芯蛋白是是桥粒连接（常使棘细胞连接桥粒连接（常使棘细胞连接在一起的一种在一起的一种细胞连接方式细胞连接方式）中的粘附分子。患者体内产中的粘附分子。患者体内产生的自身抗体的靶点是这些生的自身抗体的靶点是这些钙粘着蛋白分子膜表面的表钙粘着蛋白分子膜表面的表位，通过直接阻断它们的粘位，通过直接阻断它们的粘着功能或引起蛋白水解。着功能或引起蛋白水解。CellBiology桥粒

4、芯蛋白桥粒芯蛋白抗桥粒芯蛋白抗体相邻细胞间形成相邻细胞间形成正常的桥粒连接正常的桥粒连接抗体阻碍正常抗体阻碍正常桥粒的形成桥粒的形成2022/11/15l诊断要点：口腔喉部、鼻部粘膜包括非粘膜的皮肤组织喉部、鼻部粘膜包括非粘膜的皮肤组织损害；尼科尔斯基氏征阳性；血细胞计数正常损害；尼科尔斯基氏征阳性；血细胞计数正常；l治疗：每日每日口服60mg强的松强的松；l严重的患者需要更进一步的抗免疫治疗，包括静脉注射严重的患者需要更进一步的抗免疫治疗，包括静脉注射IgG、血浆滤过、氨苯砜（一种抗菌剂），甚至应用抗、血浆滤过、氨苯砜（一种抗菌剂），甚至应用抗代谢药物和烷化剂代谢药物和烷化剂 Diagnos

5、isTreatment一、细胞表面一、细胞表面二、细胞粘着与细胞连接二、细胞粘着与细胞连接细胞粘着分子细胞粘着分子细胞连接细胞连接三、三、细胞外基质细胞外基质2022/11/16第三章 细胞环境与互作一、细胞表面一、细胞表面细胞被细胞被 由由碳碳水水化化合合物物形形成成的的覆覆盖盖在在细细胞胞质质膜膜表表面面的的保保护护层层，称称为为细细胞胞被被，由由于于这这层层结结构构的的主主要要成成份份是是糖糖,所所以以又又称称为为糖糖萼萼(glycocalyx)或或多多糖糖包包被被。由由细细胞胞分分泌泌产产生生的的，与与质质膜膜的的蛋蛋白白质质分分子子、脂脂类类分分子子共共价价结结合合形形成成糖蛋白糖蛋

6、白和和糖脂分子糖脂分子 具有保护，细胞识别和血型决定等重要的作用具有保护，细胞识别和血型决定等重要的作用细细胞胞被被的的结结构构及及组组成成（一）细胞黏着（一）细胞黏着（cell adhesioncell adhesion）细胞通过黏着分子介导的细胞与细胞或细胞与细胞细胞通过黏着分子介导的细胞与细胞或细胞与细胞外基质之间的粘着。外基质之间的粘着。细胞黏着分子细胞黏着分子(cell adhesion molecular(cell adhesion molecular，CAM)CAM)一类广泛存在于细胞膜上的跨膜糖蛋白，介导细胞一类广泛存在于细胞膜上的跨膜糖蛋白，介导细胞之间或细胞与细胞外基质之间

7、相互结合，并起黏附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。作用的一类细胞表面分子。二、细胞粘着与连接二、细胞粘着与连接大致分为四类：大致分为四类：钙粘素、选择素、免疫钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族及整联球蛋白超家族及整联蛋白家族蛋白家族。细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成：构由三部分组成：胞外区胞外区，肽链的，肽链的N N端端部分，带有糖链，负责与配体的识别；部分，带有糖链，负责与配体的识别；跨膜区跨膜区，多为一次跨膜；，多为一次跨膜；胞质区胞质区，肽链的肽链的C C端部分，一般较小，或与质膜下端部分，一般较小，或与

8、质膜下的骨架成分直接相连，或与胞内的化学的骨架成分直接相连，或与胞内的化学信号分子相连，以活化信号转导途径。信号分子相连，以活化信号转导途径。细胞粘着分子细胞粘着分子细胞粘着分子细胞粘着分子细胞粘附分子的作用方式细胞粘附分子的作用方式 钙粘素钙粘素(cadherin)(cadherin)，其作用，其作用依赖于依赖于CaCa2 2。至今已鉴定。至今已鉴定出出3030种以上钙粘素，分布于不同的组织。种以上钙粘素，分布于不同的组织。多为多为单次跨膜蛋白单次跨膜蛋白，介导同嗜性细胞粘着。介导同嗜性细胞粘着。1 1介导细胞连接介导细胞连接。在成年脊椎动物，在成年脊椎动物，E-E-钙粘素是保持上皮钙粘素是

9、保持上皮细胞相互粘合的主要细胞相互粘合的主要CAMCAM，是粘合带的主要构成成分。，是粘合带的主要构成成分。2 2参与细胞分化。参与细胞分化。钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体钙粘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粘素表达的组织的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘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。环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。3 3抑制细胞迁移。抑制细胞迁移。很多种癌组织中细胞表面的很多种癌组织中细胞表面的E E钙粘素

10、减少钙粘素减少或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将因而有人将E E钙粘素视为转移抑制分子钙粘素视为转移抑制分子。1、钙粘着蛋白（钙粘素）、钙粘着蛋白（钙粘素）钙粘素的作用：钙粘素的作用：钙钙 粘粘 素素 结结 构构 模模 式式 图图 粘着连接粘着连接粘着连接粘着连接钙粘素钙粘素钙粘素钙粘素-微丝微丝微丝微丝桥粒桥粒桥粒桥粒钙粘素钙粘素钙粘素钙粘素-中间纤维中间纤维中间纤维中间纤维选择素选择素（selectinselectin）属属异异嗜嗜性性CAMCAM，其其作作用用依依赖赖于于CaCa2 2。主主要要参参与与白

11、白细细胞胞与与脉脉管管内内皮皮细细胞胞之之间间的的识识别别与与粘粘合合。已已知知选选择择素素有有三三种种：L-L-选选择择素素、E-E-选选择择素素及及P-P-选择素选择素。2、选择素、选择素选择素的分子结构选择素的分子结构 单次穿膜蛋白单次穿膜蛋白胞外区由三个独立结构域组成：胞外区由三个独立结构域组成：N N末端凝集素结构域末端凝集素结构域：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。胞内区可通过锚定蛋白与细胞内微丝结合。选择素

12、的功能选择素的功能参与白细胞或血小板与血管内皮的识别，帮助白细参与白细胞或血小板与血管内皮的识别，帮助白细胞进入炎症部位。胞进入炎症部位。选择素及整联蛋白介导白细胞迁移选择素及整联蛋白介导白细胞迁移免疫球蛋白超家族（免疫球蛋白超家族（Ig-superfamilyIg-superfamily，Ig-SFIg-SF），分子结），分子结构中含有构中含有免疫球蛋白（免疫球蛋白（IgIg）的类似结构域）的类似结构域CAMCAM超家族，一超家族，一般不依赖于般不依赖于CaCa2 2。免疫球蛋白结构域是指借二硫键维系的。免疫球蛋白结构域是指借二硫键维系的两组反向平行两组反向平行折叠结构。折叠结构。多介导淋巴

13、细胞和免疫应答所需要的细胞之间的相互作用多介导淋巴细胞和免疫应答所需要的细胞之间的相互作用3、免疫球蛋白超家族、免疫球蛋白超家族整合素整合素（integrinintegrin）专）专门介导门介导异嗜性异嗜性黏着，其黏着，其作用作用依赖于依赖于CaCa2 2/Mg/Mg2+2+。介导细胞与细胞间的相介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表乎所有动植物细胞均表达整合素。达整合素。异二聚体，可识别异二聚体，可识别RGDRGD序序列列4、整联蛋白家族、整联蛋白家族细胞黏着四家族，细胞黏着四家族，免免钙钙整联整联选择素选择素

14、；前二同嗜后二异，一硫三钙不分离。前二同嗜后二异，一硫三钙不分离。（二）细胞连接（二）细胞连接在多细胞生物体内，细胞与细胞细胞与细胞或细胞外基质细胞外基质之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接（cell junction）。紧密连接紧密连接锚定连接锚定连接通讯连接通讯连接分布分布:存在存在腔道上皮细胞管腔面顶端及脑毛细血管内皮细胞间腔道上皮细胞管腔面顶端及脑毛细血管内皮细胞间1、以紧密连接为特征的封闭连接、以紧密连接为特征的封闭连接电镜下结构电镜下结构:形态形态:焊接线焊接线/嵴线嵴线:跨膜蛋白排列形成膜质双层外层跨膜蛋白排列形成膜质双层外层胞质面胞质面/

15、P面有面有嵴网嵴网,膜质膜质双层内层质膜外侧面双层内层质膜外侧面/E面有对应的面有对应的沟沟分子组成分子组成:封闭蛋白（occludin)紧密蛋白 (claudin)Zonula occluden(ZO 蛋白）4次穿膜的膜整合蛋白，C末端和N末端均伸向细胞质，对紧密连接的形成和功能起重要作用紧密连接限制膜脂和膜蛋白的侧向扩散紧密连接限制膜脂和膜蛋白的侧向扩散2、锚定连接、锚定连接分类:粘着连接粘着连接:与肌动蛋白纤维相连与肌动蛋白纤维相连粘着带粘着带:细胞与细胞之间细胞与细胞之间粘着斑粘着斑:细胞与细胞外基质之间细胞与细胞外基质之间桥粒连接桥粒连接:与中间纤维相连与中间纤维相连桥粒桥粒:细胞与

16、细胞之间细胞与细胞之间半桥粒半桥粒:细胞与细胞外基质之间细胞与细胞外基质之间锚定连接两类蛋白锚定连接两类蛋白 粘着连接是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接粘着连接是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接1）.粘着带小肠上皮细胞之间粘着带结构模式图小肠上皮细胞之间粘着带结构模式图粘着带（粘着带（adhesion belt）2）.粘着斑帮助细胞运动。帮助细胞运动。粘着斑的结构和功能粘着斑的结构和功能桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接桥粒连接是由中间纤维介导的锚定连接1）.桥粒桥粒存在部位：存在部位：位于上位于上皮细胞粘着带的下方皮细胞粘着带的下方，是相邻细胞接触点上，是相邻细胞接触点上一种类似一种类似纽扣状的结构纽扣状的结构。桥桥 粒粒 结结 构构 模模 式式 图图 中间纤维钙黏着蛋白细胞质斑桥粒斑蛋白亲珠蛋白亲斑蛋白桥粒芯蛋白桥粒胶蛋白质膜中间纤维电镜下桥粒2）.半桥粒半桥粒半桥粒结构半桥粒结构A.半桥粒结构照片半桥粒结构照片 B.半桥粒结构模式图半桥粒结构模式图锚定定连接的种接的种类及其化学及其化学组成成连接名称接名称跨膜跨膜连接蛋白接蛋白细胞外配体胞外配体结合合细胞骨架胞骨架类型型细胞内附着蛋白胞内