第五章細(xì)胞連接和細(xì)胞外基質(zhì)第一節(jié)

細(xì)胞連接與細(xì)胞黏附是細(xì)胞與細(xì)胞間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。細(xì)胞黏附是細(xì)胞連接的起始，細(xì)胞連接是細(xì)胞黏附的發(fā)展。是細(xì)胞間結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)系的基本形式。一、細(xì)胞連接是相鄰細(xì)胞膜和細(xì)胞膜間的區(qū)域特化性連接結(jié)構(gòu)。分為三大類，即：封閉連接、錨定連接和通訊連接。主要作用：

機(jī)械作用：將上皮細(xì)胞緊密連合成整體。

穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境：封閉相鄰細(xì)胞間的接縫，防止溶液滲入：血腦屏障、血睪屏障。

維持上皮細(xì)胞極性：上皮細(xì)胞膜脂和膜蛋白側(cè)向擴(kuò)散的屏障。（二）錨定連接(anchoringjunction)

由細(xì)胞骨架參與、存在于細(xì)胞間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的細(xì)胞連接。

主要分布在需承受機(jī)械力的組織，如上皮、心肌和子宮頸等。

分兩類：與肌動蛋白絲相連的稱黏著連接（黏著帶、黏著斑）、與中間纖維相連接的稱橋粒連接（橋粒、半橋粒）1.黏著帶與黏著斑粘著帶（adhesionbelt）：細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏著連接。呈帶狀環(huán)繞細(xì)胞，位于緊密連接和橋粒之間，又稱中間連接(intermediatejunction)。相鄰細(xì)胞間通過鈣黏著蛋白與細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白和肌動蛋白絲相連。保持細(xì)胞形狀、維系組織整體性。AdhesionBelt粘著斑(adhesionplaque)：位于上皮細(xì)胞基底部，是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的連接結(jié)構(gòu)。具機(jī)械連接和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能。2.橋粒與半橋粒橋粒(desmosome)是相鄰細(xì)胞間形成的紐扣狀結(jié)構(gòu)，是一種堅(jiān)韌、牢固的細(xì)胞連接結(jié)構(gòu)，對上皮組織結(jié)構(gòu)的維持非常重要。特征：橋粒斑（多種胞內(nèi)錨定蛋白構(gòu)成），中間纖維的錨定部位。分布：承受強(qiáng)拉力的組織中，如皮膚、口腔、食管、心肌中。Desmosomesinspinouslayerofhumanskin半橋粒(hemidesmosome)：位于上皮細(xì)胞基面與基膜之間，將上皮細(xì)胞與其下方的基底膜連接在一起防止機(jī)械力造成上皮剝離。（三）間隙連接gapjunction：又稱縫隙連接，具機(jī)械連接、介導(dǎo)細(xì)胞間通訊的作用功能：1.影響細(xì)胞分化2.協(xié)調(diào)細(xì)胞代謝3.電興奮傳導(dǎo)：神經(jīng)末梢間的間隙連接稱為電緊張突觸(electrotonicsynapses)。代謝偶聯(lián)電偶聯(lián)AFMimageofconnexonA.OpenstateinCa2+freebuffer;B.Close各類連接的比較細(xì)胞黏附分子作用機(jī)制有三種模式：同親型結(jié)合(homophilicbinding)異親型結(jié)合(heterophilicbinding)連接分子依賴性結(jié)合(linker-dependentbinding)（一）、鈣黏蛋白(cadherin)

同親型結(jié)合，Ca2＋依賴性細(xì)胞黏著糖蛋白。

胞外部分形成5個結(jié)構(gòu)域，其中4個同源，均含Ca2＋結(jié)合部位。哺乳動物細(xì)胞表面的主要鈣黏蛋白（二）、選擇素(selectin)

異親型結(jié)合、依賴Ca2＋參與、與特異糖基識別與粘合P選擇素貯存于血小板及內(nèi)皮細(xì)胞；E選擇素存在于活化的血管內(nèi)皮細(xì)胞表面；L選擇素廣泛存在于各種白細(xì)胞的表面，參與炎癥部位白細(xì)胞的出脈管過程。SELECTINSEndothelialLeukocytesPlatelets三、免疫球蛋白超家族Ig-superfamily含免疫球蛋白（Ig）樣結(jié)構(gòu)域，即二硫鍵維系的兩組反向平行的β折疊。一般不依賴Ca2＋，親同性或親異性CAM。N-CAM存在于神經(jīng)細(xì)胞。Pe-CAM存在于血小板及大多數(shù)免疫細(xì)胞。I-CAM及V-CAM在活化的血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。Ig-SF（四）整聯(lián)蛋白(integrin)

多為親異型結(jié)合，依賴Ca2＋或Mg2+。是αβ亞單位形成異二聚體。

介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)或其他細(xì)胞的黏著、介導(dǎo)細(xì)胞外環(huán)境與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)含β1的整合素介導(dǎo)細(xì)胞與ECM的粘附。含β2的整合素介導(dǎo)細(xì)胞間的相互作用。含β3的整合素介導(dǎo)血小板聚集，參與血栓形成。α6β4整合素以層粘連蛋白為配體，參與形成半橋粒。IntegrinsβsubunitbindsRGDdomainonfibronectinsubunitbindscalciumCa2+necessaryforsubstratebindingHemidesmosomesHemidesmosomeTEMKeratinfilaments第二節(jié)

細(xì)胞外基質(zhì)及其與細(xì)胞的相互作用細(xì)胞外基質(zhì)(extracelluarmatrix,ECM)是細(xì)胞外大分子構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。包括：膠原、非膠原糖蛋白、氨基聚糖與蛋白聚糖、彈性蛋白等。結(jié)締組織中含量較高。影響細(xì)胞的存活、死亡、增殖和分化。MACROMOLECULARORGANIZATIONOFECM一、細(xì)胞外基質(zhì)的主要組分

（一）氨基聚糖及蛋白聚糖1．氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)GAG是重復(fù)二糖單位構(gòu)成的無分枝長鏈多糖。二糖單位通常由氨基已糖和糖醛酸組成。分為：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質(zhì)素。作用：維持組織結(jié)構(gòu)和功能的完整性除透明質(zhì)酸及肝素外，其他氨基聚糖不游離存在。透明質(zhì)酸是唯一不硫酸化的氨基聚糖，含多達(dá)10萬個糖基。可結(jié)合大量水分子，賦予組織一定的抗壓性，并具潤滑作用。防止細(xì)胞過早分化（透明質(zhì)酸）參與蛋白聚糖的構(gòu)成氨基聚糖的分子特性及分布2．蛋白聚糖(proteoglycan,PG)是氨基聚糖與核心蛋白的共價結(jié)合物。核心蛋白在高爾基體中裝配氨基聚糖鏈。透明質(zhì)酸能夠以非共價鍵連接許多蛋白聚糖，形成巨分子。空間填充、機(jī)械性能、彈性、抗壓性AProteoglycanComplex.Galactose N-Acetyl-D-glucosamineD-glucuronicacidN-Acetyl-D-galactosamine（二）、膠原與彈性蛋白

膠原(Collagen)

是人體最豐富的蛋白，占蛋白總量的30％以上。參與形成結(jié)締組織，如骨、韌帶、基膜、皮膚。組成：由原膠原交聯(lián)而成。原膠原：3條肽鏈形成的螺旋，含三種結(jié)構(gòu)：螺旋區(qū)、非螺旋區(qū)及球形結(jié)構(gòu)域。合成：由成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞分泌。StructuresofthecollagenCollagenfibrilsaroundafibroblast交聯(lián)：由側(cè)向相鄰的lys或hyl殘基氧化后所產(chǎn)生的兩個醛基間進(jìn)行縮合而成。交聯(lián)后后形成不溶性纖維，原膠原呈階梯狀排列，電鏡下可見間隔67nm的橫紋。新生兒的膠原交聯(lián)程度低而易于抽提。老年人膠原交聯(lián)程度高，組織僵硬老化。作用：細(xì)胞外基質(zhì)的骨架Collagen2.彈性蛋白(elastin)構(gòu)成彈性纖維，由2類短肽交替排列構(gòu)成。一種是疏水短肽，賦予分子以彈性；另一種為富丙氨酸及賴氨酸殘基的α螺旋，負(fù)責(zé)在相鄰分子間交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)象特征：無規(guī)則卷曲、疏松網(wǎng)狀老年組織中彈性蛋白的生成減少，降解增強(qiáng)，以致組織失去彈性。Elastin馬方綜合征：常染色體顯性遺傳病。先天性中胚層發(fā)育不良、蜘蛛指征、肢體細(xì)長癥、內(nèi)眼疾病和心血管異常。黏多糖堆積，從而影響了彈力纖維和其他結(jié)締組織纖維的結(jié)構(gòu)和功能，使相應(yīng)的器官發(fā)育不良及出現(xiàn)功能異常（三）、非膠原糖蛋白

1.纖粘連蛋白Fibronectin（FN）含糖4.5％－9.5％，有5－7個有特定功能的結(jié)構(gòu)域。類型：FN有20多種亞單位。同一基因編碼，轉(zhuǎn)錄后拼接不同，形成異型分子。血漿FN：V字形二聚體，可溶，存在于血漿、體液。細(xì)胞FN：多聚體，不溶，存在于ECM及細(xì)胞表面。組裝：不自發(fā)組裝，受細(xì)胞表面受體指導(dǎo)。腫瘤細(xì)胞表面FN減少，因受體異常所致。功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附和細(xì)胞行為為胚胎發(fā)育中細(xì)胞遷移和運(yùn)動提供基底凝血、傷口修復(fù)、吞噬過程fibronectindimerFibronectinhelpsconnecttheinsideofthecelltotheoutside2.層粘連蛋白laminin(LN)結(jié)構(gòu)：由3條肽鏈借二硫鍵交聯(lián)成十字形分子。已知7種LN，8種亞單位，由不同基因編碼。含糖15％-28％，有50條左右N-連接的糖鏈。功能：組成基膜，是胚胎發(fā)育中最早出現(xiàn)的細(xì)胞外基質(zhì)。胚胎期保持細(xì)胞間黏附、細(xì)胞極性、細(xì)胞分化LamininStructure二、細(xì)胞外基質(zhì)的特化結(jié)構(gòu)-基膜基膜是一種復(fù)合的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)，位于上皮細(xì)胞基底面與結(jié)締組織的膜狀結(jié)構(gòu)。是細(xì)胞外基質(zhì)的特異區(qū)。具有支持連接作用，亦是物質(zhì)通透的半透膜。調(diào)節(jié)分子和細(xì)胞的運(yùn)動。在腎細(xì)胞中，基膜可以作為一種過濾器，允許小分子進(jìn)入尿液，卻扣下大分子的蛋白質(zhì)。表皮細(xì)胞下的基膜一方面阻止結(jié)締組織