细胞表面及特化.pptx

第三节第三节 细胞间的连接细胞间的连接细胞连接（cell junction)：细胞质膜的特化区细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞骨架蛋白或者胞外基质形域，通过膜蛋白、细胞骨架蛋白或者胞外基质形成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质之间的连成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质之间的连接结构接结构。分类：紧密连接（tight junction）锚定连接（anchoring junction）通讯连接（communicating junction）3 大类：紧密连接 锚定连接 通讯连接Communication junctions通讯连接通讯连接一、紧密连接（一、紧密连接（tight junction）是一种封闭连接，多见于体内管腔及腺体上皮细胞靠腔面的一端。相邻细胞膜紧密相贴，无间隙。主要作用：主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内，构成脑血屏障和睾血屏障。Tight Junction in Epithelia of RabbitTight Junctions（Seal off body cavities Restrict diffusion of membrane components）Tight Junction主要功能：形成渗透屏障 eg.血脑屏障血脑屏障是血-脑、血-脑脊液和脑脊液-脑三种屏障的总称。与其他组织器官的毛细血管相比，脑毛细血管及其邻近地区在结构上确有一些明显的特点（正常情况下）：脑毛细血管缺少一般毛细血管所具有的孔，或者这些孔既少且小。内皮细胞彼此重叠覆盖，而且紧密连接紧密连接，能有效地阻止大分子物质从内皮细胞连接处通过。将电子致密物氢氧化镧加入上皮细胞一侧作为示踪物，不能够通过紧密连接进入细胞的另一侧。形成上皮细胞膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，维持上皮细胞极性二、锚定连接二、锚定连接（anchoring junction）增强组织中细胞承受机械力的能力细胞内锚蛋白+跨膜黏附性蛋白与肌动蛋白纤维肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与黏着斑黏着带与黏着斑黏着带(adhesion belt)常见于上皮细胞顶部紧密连接的下方。推测在动物胚胎发育形态建成过程中促使上皮细胞层弯曲形成神经管等结构 微丝钙黏蛋白黏着带的特点：黏着带的特点：呈带状环绕细胞，位于紧密连接下方。相邻细胞间的粘合分子为E-钙粘素。质膜内侧有多种附着蛋白形成的致密斑。连接的细胞骨架成分为肌动蛋白丝actin。黏着斑(focal adhesion)细胞与胞外基质之间的连接方式微丝整联蛋白维持细胞运动张力以及影响细胞生长信号传递与中间丝中间丝相连的锚定连接：桥粒与半桥粒桥粒与半桥粒桥粒(desmosome)：相邻细胞内的中间丝通过桥粒相互作用，将相邻细胞连成一体，增强了细胞抵抗外界压力与张力的机械强度中间丝钙黏蛋白桥粒结构Spot Desmosome自身免疫缺陷病天疱疮:患者自身抗体结合桥粒跨膜黏附性蛋白质，破坏桥粒结构，导致上皮细胞间锚定连接丧失上皮细胞间锚定连接丧失，体液渗漏而产生严重的皮肤水疱病天疱疮小鼠模型半桥粒（hemidesmosome）位于上皮细胞基面与基膜之间的连接装置，因结构为桥粒的一半而得名。连接蛋白为整合素。连接的细胞内骨架成分为角蛋白。作用：半桥粒可将上皮细胞铆接在基膜上，防止机械力造成上皮细胞与基膜脱离。半桥粒(hemidesmosome)：细胞与胞外基质间的连接中间丝整联蛋白层粘连蛋白通过半桥粒，上细胞可以黏着在基膜上Hemidesmosome三、通讯连接（communicating junction）包括间隙连接（gap junction)和化学突触（chemical synapse)。间隙连接（间隙连接（gap junction)存在于大多数动物组织。连接处有24nm的缝隙。基本单位称连接子连接子（connexon），由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕而成，形成一个直径约1.5 nm 的亲水性通道。注射染料证明间隙连接可允许分子量小于1.5KD的分子通过，但通透性是可调节的。功能：影响细胞分化协调细胞代谢电兴奋传导：神经末梢间的间隙连接称为电紧张突触（electrotonicsynapses）。间隙连接（间隙连接（gap junction)化学突触（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。由突触前膜、突触后膜、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。在神经冲动信息传递中的作用：电突触与化学突触传递信号不同，电突触的间隙连接有利于细胞间的快速通讯Various Cell Junctional Complexes各类连接的比较第四节第四节 细胞外基质细胞外基质ECM(Extracellular Matrix)的成分ECM(extracellular matrix)是细胞外大分子构成的网络。包括：胶原、非胶原糖蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、弹性蛋白等。ECM在结缔组织中含量较高。ECM的成分及组装形式由所产生的细胞决定，并与组织的功能相适应。如：角膜、肌腱。ECM影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。胶原(Collagen)氨基聚糖及蛋白聚糖 (glycosaminoglycan and proteoglycan)弹性蛋白(elastin)纤粘连蛋白Fibronectin（FN）层粘连蛋白laminin(LN)ECM 类型类型Macromolecular Organization of ECM表皮真皮一、胶原(collagen)结构与类型是胞外基质最基本成分，也是动物体内含量最丰富的蛋白质基本结构单位是原胶原，由3条 链多肽盘绕成3 股螺旋结构链的一级结构具有Gly-X-Y三肽重复序列Collagen Structure原胶原间共价交联，呈阶梯状排列，形成胶原纤维，在电镜下可见间隔原胶原间共价交联，呈阶梯状排列，形成胶原纤维，在电镜下可见间隔67nm的的横纹。横纹。TEM image of collagen合成与装配与大多数分泌蛋白的合成、修饰类似，胶原的合成与组装始于内质网，并在高尔基体中进行修饰，最后在细胞外组装成胶原纤维合成：合成：由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞、上皮细胞合成并分泌到细胞外。在RER上合成，形成三股螺旋之前于Pro及Lys残基上进行羟基化修饰。羟化反应的催化剂为脯氨酰4羟化酶和脯氨酰3羟化酶。维生素C是这两种酶所必需的辅助因子，VC缺乏导致坏血病。交联：交联：交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后所产生的两个醛基间进行缩合而形成的。成纤维细胞周围的胶原纤维Collagen Types胶原的功能胞外基质中的其他组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体，赋予组织刚性及抗张力强度成骨缺陷病：成骨缺陷病：型胶原发生突变二、氨基聚糖及蛋白聚糖1氨基聚糖（氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG）GAG是重复二糖单位构成的无分枝长链多糖。二糖单位通常由氨基已糖和糖醛酸组成。可分为六种：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。透明质酸(HA)是唯一不硫酸化的GAG，含多达10万个糖基。可结合大量水分子，赋予组织一定的抗压性。氨基聚糖的分子特性及分布2蛋白聚糖蛋白聚糖proteoglycan蛋白聚糖是氨基聚糖（除HA）与核心蛋白质的共价结合物，一条核心蛋白可以结合1100条氨基聚糖。核心蛋白质的Ser残基在高尔基体中装配上GAG链。首先合成由四糖组成的连接桥（Xyl-Gal-Gal-GlcUA）连接到Ser残基上，然后再延长糖链。除HA及肝素外，其他GAG均不游离存在。HA以非共价键连接许多蛋白聚糖单体巨分子A Proteoglycan Complex左，蛋白聚糖；中，蛋白聚糖多聚体；右，氨基聚糖左，蛋白聚糖；中，蛋白聚糖多聚体；右，氨基聚糖三、弹性蛋白elastin是弹性纤维的主要成分。由二类短肽交替排列构成。一种是疏水短肽，赋予分子以弹性；另一种为富Ala及Lys残基的螺旋，负责在相邻分子间交联，形成网状结构。弹性蛋白外面包着一层由微原纤维（糖蛋白）构成的壳。老年组织中弹性蛋白的生成减少，降解增强，以致组织失去弹性。弹性蛋白结构模型弹性蛋白结构模型四、非胶原糖蛋白四、非胶原糖蛋白纤粘连蛋白纤粘连蛋白Fibronectin（FN）类型：血浆FN：V字形二聚体，可溶，存在于血浆、体液。细胞FN：多聚体，不溶，存在于ECM及细胞表面。已鉴定的FN亚单位20种以上。由同一基因编码，转录后拼接不同，形成多种异型分子。结构：含糖4.59.5。每条FN有57个有特定功能的结构域。Fibronectin dimerFNFN的结构模型的结构模型组装组装：FN不自发组装成纤维，通过细胞表面受体指导下进行。肿瘤细胞表面的FN纤维减少，因细胞表面的FN受体异常所致。功能功能：FN可将细胞连接到ECM上；FN上的RGD（Arg-Gly-Asp）序列可与细胞表面的整合素结合。人工合成的RGD三肽可抑制细胞在FN基质上粘附。Fibronectin helps connect the inside ofthe cell to the outsideECM的生物学作用 1影响细胞的存活、死亡定着依赖性：如，上皮细胞一旦脱离了ECM则会发生失巢凋亡（anoikis）。细胞与细胞外基质（细胞与细胞外基质（extracellular matrix，ECM）脱离黏）脱离黏附接触或者是接触不完全后出现的凋亡现象，被称为失巢附接触或者是接触不完全后出现的凋亡现象，被称为失巢凋亡（凋亡（Anoikis）。）。2决定细胞的形状不同细胞具有不同的细胞外基质，介导的细胞骨架组装的状况不同，从而表现出不同的形状。3调节细胞的增殖定着依赖性生长（anchorage dependent growth）。4控制细胞的分化如，成肌细胞在纤粘连蛋白上增殖并保持未分化的表型；而在层粘连蛋白上则停止增殖，进行分化，融合为肌管。5参与细胞的迁移细胞的迁移依赖于细胞的粘附与细胞骨架的组装。