第十四章 细胞的社会联系

1、中间纤维中间纤维相关相关 桥粒桥粒(desmosome) 半桥粒半桥粒hemidesmosome) 粘着带粘着带(adhesion belt) 粘着斑粘着斑(focal adhesion)肌动蛋白纤肌动蛋白纤维相关维相关连接处连接处相邻膜间距相邻膜间距 2-3 nm中间纤维中间纤维肌动蛋白肌动蛋白桥粒和半桥粒桥粒和半桥粒粘着带和粘着斑粘着带和粘着斑致密斑致密斑钙粘蛋钙粘蛋白白角蛋白丝角蛋白丝连接处连接处相邻细胞膜间距离相邻细胞膜间距离 30nm肌动蛋白肌动蛋白钙粘素钙粘素相邻细胞膜间距离相邻细胞膜间距离15-20nm连接素连接素附着蛋白：整联蛋白附着蛋白：整联蛋白连接子开关机制示意图连接子开关

2、机制示意图cytoplasmic2 胞间连丝胞间连丝 存在于高等植物细胞之间，是由质膜穿壁围存在于高等植物细胞之间，是由质膜穿壁围成的细胞质通道，可完成细胞之间的通讯联成的细胞质通道，可完成细胞之间的通讯联络和物质运输。络和物质运输。胞间连丝及其结构示意图胞间连丝及其结构示意图连丝微管连丝微管细胞壁细胞壁光面内质网光面内质网细胞膜细胞膜胞质环带胞质环带4胞间连丝功能：胞间连丝功能：l 细胞间通讯；细胞间通讯；l 物质运输；物质运输；l 调节细胞膨压；调节细胞膨压； l 细胞分化细胞分化(分生组织含较多胞间连丝分生组织含较多胞间连丝)。通透性：通透性： 正常只允许分子量正常只允许分子量1103D

3、，r 0.7 0.8 nm的小分子通过的小分子通过;通透性可受其他因素调节：如烟草花叶病毒运动通透性可受其他因素调节：如烟草花叶病毒运动蛋白蛋白P30可增加其孔径；不同发育期通透性也不同，可增加其孔径；不同发育期通透性也不同，早期可透过更大的分子。早期可透过更大的分子。3 化学突触化学突触l是存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式，其是存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式，其通过释放神经递质来传导神经冲动。通过释放神经递质来传导神经冲动。 电信号电信号 化学信号化学信号 电信号电信号 神经冲动神经冲动 突触前细胞膜突触前细胞膜Ca2+电压门通道开放，电压门通道开放， Ca2+流入前细流入前细胞内胞内

4、 突触小泡与质膜融合突触小泡与质膜融合 神经递质神经递质释放释放 突触后细胞突触后细胞膜上的递质门通道开放膜上的递质门通道开放 离子流动，改变膜电位离子流动，改变膜电位,将化学信号转将化学信号转为电信号为电信号.神经末梢神经末梢突触小泡突触小泡神经递质神经递质突突触触间间隙隙突触突触前细前细胞膜胞膜突触后细胞膜突触后细胞膜 存在于细胞膜上的一些跨膜蛋白存在于细胞膜上的一些跨膜蛋白,其胞内部分其胞内部分与细胞骨架相连与细胞骨架相连,胞外部分与其他细胞上的粘胞外部分与其他细胞上的粘着因子或基质结合着因子或基质结合, 参与细胞间的识别、粘着参与细胞间的识别、粘着以及信号的传递等以及信号的传递等。细胞

5、表面的粘着因子细胞表面的粘着因子1 细胞间细胞表面分子的连接机制细胞间细胞表面分子的连接机制l同亲性连接同亲性连接 一个细胞上的连接分一个细胞上的连接分子和另一个细胞上的同种连接分子子和另一个细胞上的同种连接分子相连。相连。l异亲性连接异亲性连接 一个细胞上的连接分子一个细胞上的连接分子和另一个细胞上的不同连接分子相和另一个细胞上的不同连接分子相连。连。l通过胞外连接分子的连接通过胞外连接分子的连接 细胞表面细胞表面的受体通过分泌的多义连接子相连。的受体通过分泌的多义连接子相连。同亲性连接同亲性连接 异亲性连接异亲性连接通过胞外连接分子的连接通过胞外连接分子的连接2 2 粘连分子的特征粘连分子

6、的特征 粘连分子均为整合膜蛋白，粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连；在胞内与细胞骨架成分相连； 多数要依赖多数要依赖Ca2+或或Mg2+才起才起作用作用。1）钙粘素钙粘素(cadherins) 为同亲性，为同亲性，Ca2+依赖的细依赖的细胞粘连糖蛋白。胞粘连糖蛋白。 在胚胎发育中的细胞识别，在胚胎发育中的细胞识别，迁移，组织分化，成体组迁移，组织分化，成体组织织器官完整性器官完整性的维持中起的维持中起重要作用。重要作用。肌动蛋白肌动蛋白3 粘连分子类型粘连分子类型粘着带和桥粒粘着带和桥粒视网膜细胞视网膜细胞肝脏细胞肝脏细胞标记细胞和聚集细胞混合标记细胞和聚集细胞混合 钙粘素参与的

7、细胞间钙粘素参与的细胞间连接在同种组织细胞连接在同种组织细胞识别中有重要作用。识别中有重要作用。荧光标记细胞荧光标记细胞2） 选择素选择素(selectin) 异亲性，异亲性，Ca2+依赖的，能依赖的，能识别和结合特异糖基。识别和结合特异糖基。 参与参与血细胞血细胞和和脉管内壁细脉管内壁细胞胞之间的较弱的粘连。之间的较弱的粘连。糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂寡糖分子寡糖分子血管壁细胞血管壁细胞凝集素结构域凝集素结构域EGF-like结构结构域域嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞重复序列重复序列选选择择素素Ca+ 3）整联蛋白（）整联蛋白（Integrins） 异二聚体跨膜糖蛋白，由异二聚体跨膜糖蛋白，由、两条链组

8、成两条链组成; 参与细胞同基质间的粘着参与细胞同基质间的粘着; 同配体上的同配体上的RGD区域结合，区域结合，其间的亲和力和特异性受二其间的亲和力和特异性受二价阳离子（类型）的调节。价阳离子（类型）的调节。二价阳离子二价阳离子Ca /Mg/Mn基质结合部位基质结合部位肌动蛋白肌动蛋白结合部位结合部位质质膜膜整联蛋白和胞外基质的整联蛋白和胞外基质的相互作用导致了组织内相互作用导致了组织内细胞的有序排列细胞的有序排列整联蛋白的作用原理整联蛋白的作用原理白细胞穿壁到白细胞穿壁到达炎症部位达炎症部位受损组织释放化学介质受损组织释放化学介质血管内皮细胞血管内皮细胞表达选择素表达选择素选择素和白细选择素和

9、白细胞的表面糖抗胞的表面糖抗原形成结合原形成结合整联蛋白激活整联蛋白激活血管内皮细胞血管内皮细胞间连接变松散间连接变松散白细胞和内皮白细胞和内皮细胞紧密结合细胞紧密结合趋化因子趋化因子弱粘连弱粘连 （选择素）（选择素）强粘连和外移强粘连和外移（整联蛋白）（整联蛋白）选择素和整联蛋白参与的淋巴细胞聚结图解选择素和整联蛋白参与的淋巴细胞聚结图解淋巴淋巴细胞细胞整联蛋白缺乏引起的病症整联蛋白缺乏引起的病症l白细胞黏着缺陷病（白细胞黏着缺陷病（leucocyte adhesion deficiency ） 2链参与形成的整联蛋白可使白细胞强有链参与形成的整联蛋白可使白细胞强有力结合和穿过感染部位的血管

10、内皮细胞力结合和穿过感染部位的血管内皮细胞（同（同ICAM相连），缺乏可导致细菌重复相连），缺乏可导致细菌重复感染。感染。病人的中性粒细胞虽正常，但难以穿透血管病人的中性粒细胞虽正常，但难以穿透血管上皮细胞，且不能留在感染的部位，因上皮细胞，且不能留在感染的部位，因此病人易反复遭受感染。此病人易反复遭受感染。lGlanzmanns disease(血小板无力症血小板无力症 ) 3链参与形成的整联蛋白可让血小板链参与形成的整联蛋白可让血小板牢固结合在纤维蛋白上，以便在出血时形牢固结合在纤维蛋白上，以便在出血时形成血凝块，如缺乏，则受伤时不能有效止成血凝块，如缺乏，则受伤时不能有效止血。血。lVo

11、n Wiilebrand disease(血管性血友病血管性血友病 ) 患者基因缺陷使血小板膜患者基因缺陷使血小板膜糖蛋白糖蛋白合成合成减少、缺乏或质量异常，导致血小板聚集、减少、缺乏或质量异常，导致血小板聚集、粘附功能障碍、血块收缩不良。粘附功能障碍、血块收缩不良。 4）免疫球蛋白超家族的细胞粘着因）免疫球蛋白超家族的细胞粘着因子（子（CAM） 具有同免疫球蛋白类似的结构具有同免疫球蛋白类似的结构域。域。 可介导同亲性和异亲性细胞间可介导同亲性和异亲性细胞间连接，非连接，非Ca2+依赖的。依赖的。 在发育中起重要作用（如在发育中起重要作用（如NCAM 缺失可使神经细胞不能成缺失可使神经细胞不

12、能成束形成神经纤维）。束形成神经纤维）。P95连接类的细胞粘着机制连接类的细胞粘着机制非连接类的粘着机制非连接类的粘着机制细胞细胞-细胞间细胞间细胞细胞-基质间基质间钙粘素钙粘素整联整联蛋白蛋白第三节第三节 细胞外被与细胞外基质细胞外被与细胞外基质一、细胞外被一、细胞外被 细胞外被细胞外被(cell coat)又称糖萼又称糖萼(glycocalyx)，指与，指与质膜中蛋白和脂类结合并覆盖在其外表面的一层质膜中蛋白和脂类结合并覆盖在其外表面的一层粘多糖粘多糖物质，它林立在细胞表面，是质膜的一部物质，它林立在细胞表面，是质膜的一部分，但有其独立性。钌红染色后，电镜下可见，分，但有其独立性。钌红染色

13、后，电镜下可见，厚约厚约1020nm。与质膜类似于与质膜类似于“皮与毛皮与毛”的关系。的关系。 l细胞外被的作用：细胞外被的作用： 保护；保护； 细胞识别（选择素识别糖链）和通信；细胞识别（选择素识别糖链）和通信； 同细胞表面的抗原性有关。同细胞表面的抗原性有关。 红细胞质膜上的糖鞘脂是红细胞质膜上的糖鞘脂是ABO血型系统血型系统的血型抗的血型抗原，糖链结构基本相同，其末端的糖基决定血型：原，糖链结构基本相同，其末端的糖基决定血型： N-乙酰半乳糖，乙酰半乳糖，A型；型； 半乳糖，半乳糖，B型；型； 无这两种糖基，无这两种糖基，O型。型。二、细胞外基质二、细胞外基质 （一）概念：（一）概念：细

14、胞外基质细胞外基质(extracellular matrix): 分布于细胞外空间，由细胞分分布于细胞外空间，由细胞分泌的泌的蛋白和多糖蛋白和多糖所构成的网络所构成的网络结构。其通过与质膜中的胞外结构。其通过与质膜中的胞外受体结合，而同细胞建立相互受体结合，而同细胞建立相互联系。与膜关系不密切联系。与膜关系不密切 。 广义的细胞骨架广义的细胞骨架 的一种的一种 功能功能: 粘连细胞构成组织粘连细胞构成组织; 在组织中间起网架支持作在组织中间起网架支持作 用。用。l基膜：基膜：动物上皮细胞层基部下方所具有的动物上皮细胞层基部下方所具有的一薄层细胞外基质（一薄层细胞外基质（40-120nm），由坐

15、），由坐落在其上的细胞分泌。落在其上的细胞分泌。l功能：隔离、过滤、组织再生、细胞导游、功能：隔离、过滤、组织再生、细胞导游、组织蛋白的结构等。组织蛋白的结构等。l组分：组分：IV型胶原蛋白、肝素、层粘连蛋白型胶原蛋白、肝素、层粘连蛋白和整联蛋白等。和整联蛋白等。糖胺聚糖糖胺聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖纤维蛋白纤维蛋白多多 糖糖胶原蛋白胶原蛋白弹性蛋白弹性蛋白层粘连蛋白层粘连蛋白纤连蛋白纤连蛋白结构作用结构作用黏合作用黏合作用细胞外基质细胞外基质（二）细胞外基质的组成（二）细胞外基质的组成1、糖胺聚糖和蛋白聚糖、糖胺聚糖和蛋白聚糖（1 1） 糖胺聚糖糖胺聚糖 (glycosaminoglycan) 组

16、成组成：由重复的二糖单位构成的长链多糖，一为由重复的二糖单位构成的长链多糖，一为氨基己糖氨基己糖(氨基葡萄糖氨基葡萄糖/半乳糖半乳糖)，一为，一为糖醛酸糖醛酸。 具高亲水性具高亲水性,带大量负电荷，可吸引大量阳离子，故带大量负电荷，可吸引大量阳离子，故可吸收大量水分，具有高膨胀压；可吸收大量水分，具有高膨胀压；类型：类型：透明质酸透明质酸;(由质膜中的酶直接从细胞表面聚合出由质膜中的酶直接从细胞表面聚合出)硫酸软骨素和硫酸皮肤素；硫酸软骨素和硫酸皮肤素；硫酸乙酰肝素，肝素；硫酸乙酰肝素，肝素；硫酸角质素等。硫酸角质素等。（后三种皆为胞内合成，分泌到胞外）（后三种皆为胞内合成，分泌到胞外） 透明

17、质酸透明质酸(hyaluronic acid) 特性特性 含含25000多个二糖单位；含大量亲水基团，可多个二糖单位；含大量亲水基团，可结合大量水分结合大量水分, 膨大为自身的膨大为自身的104倍。倍。 功能功能 向外膨胀，产生膨胀压，赋予组织抗压力；向外膨胀，产生膨胀压，赋予组织抗压力； 组织形态发生和修复中赋予细胞迁移性；组织形态发生和修复中赋予细胞迁移性； 在结缔组织中起强化和润滑作用；在结缔组织中起强化和润滑作用； 伤口愈合处合成大量透明质酸；伤口愈合处合成大量透明质酸； 发育中可使细胞保持彼此分离，易于运动迁移发育中可使细胞保持彼此分离，易于运动迁移 和增殖，阻止细胞分化。和增殖，阻

18、止细胞分化。重要保湿因子重要保湿因子修复凹疤和去皱纹修复凹疤和去皱纹 （2 2） 蛋白聚糖蛋白聚糖 (proteoglycan) 由由糖胺聚糖糖胺聚糖与与核心蛋白核心蛋白(core protein) 的丝氨酸残的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子，见于所有结缔组织和基共价连接形成的巨分子，见于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面。细胞外基质及许多细胞表面。糖胺聚糖糖胺聚糖核心蛋白核心蛋白丝氨酸丝氨酸连接四糖连接四糖软骨中的蛋白聚糖结构示意图软骨中的蛋白聚糖结构示意图透明质酸透明质酸核心蛋白核心蛋白连接蛋白连接蛋白糖胺聚糖糖胺聚糖蛋白聚糖聚合体蛋白聚糖聚合体蛋白聚糖蛋白聚糖功能功能：l赋予所在组织

19、凝胶样特性和抗变形能力；赋予所在组织凝胶样特性和抗变形能力；l可与多种生长因子（可与多种生长因子（FGFFGF、TGF)TGF)结合，是细胞外结合，是细胞外激素富集和储存库，利于激素分子进一步与细胞激素富集和储存库，利于激素分子进一步与细胞表面受体结合，以有效完成表面受体结合，以有效完成信号传导信号传导。2 2、纤维蛋白、纤维蛋白（1 1） 胶原胶原(collagen)(collagen)是胞外基质最基本成分，动物体内最丰富的蛋白是胞外基质最基本成分，动物体内最丰富的蛋白。 l类型：类型： 已发现已发现20种，研究最多的是种，研究最多的是I-型胶原。型胶原。(皮肤，肌皮肤，肌腱，韧带腱，韧带)

20、；(软骨软骨)；（疏松结缔组织）；（疏松结缔组织）；（形成基膜中（形成基膜中二维网格结构）。二维网格结构）。l分子结构：胶原纤维的基本结构单位是分子结构：胶原纤维的基本结构单位是原胶原原胶原。原胶原肽链。原胶原肽链的一级结构具有的一级结构具有Glyxy重复序列，重复序列，x常为脯氨酸常为脯氨酸(Pro)，y常常为羟脯氨酸为羟脯氨酸(Hypro)或羟或羟赖氨酸赖氨酸(Hylys)。功能：功能： 强刚性及抗张力；强刚性及抗张力；胞外基质骨架；胞外基质骨架；同胞外基质中的其他同胞外基质中的其他组分结合形成复合体。组分结合形成复合体。 胶原纤维的缺陷可胶原纤维的缺陷可引起疾病。引起疾病。 前前链合成链

21、合成选择选择Lys, pro羟基化羟基化选择羟选择羟Lys糖基化糖基化三条前三条前链自装配链自装配分泌泡分泌泡细胞膜细胞膜前胶原分子前胶原分子原胶原原胶原原胶原纤维原胶原纤维原胶原纤维聚原胶原纤维聚集成胶原纤维集成胶原纤维前肽切割前肽切割自装配自装配胶原原纤维形成过程及在细胞内和细胞外的变化胶原原纤维形成过程及在细胞内和细胞外的变化合成合成（2） 弹性蛋白弹性蛋白(elastin)(elastin)存在于脉管壁及肺，及存在于脉管壁及肺，及皮肤、肌腱和疏松结缔皮肤、肌腱和疏松结缔组织中。组织中。构象成无规则卷曲状，构象成无规则卷曲状，通过通过LysLys铰链成网状；铰链成网状；弹性纤维与胶原纤维

22、共弹性纤维与胶原纤维共同存在，分别赋予组织同存在，分别赋予组织以以弹性弹性及及抗张性抗张性。弹性纤维的拉伸3、层粘连蛋白和纤连蛋白、层粘连蛋白和纤连蛋白（1） 层粘连蛋白层粘连蛋白（laminin） 分布：分布：各种动物胚胎及各种动物胚胎及成体组织的成体组织的基膜中基膜中。 组成：组成：一条重链一条重链(A(A链链) )和两条轻链和两条轻链(B1(B1，B2B2链链) )构成，构成，MWMW（820KD)820KD)。 整连蛋白整连蛋白结合位结合位IV胶原结胶原结合位合位蛋白聚糖蛋白聚糖结合位结合位层粘连蛋白层粘连蛋白功能功能：连接细胞膜上的连接细胞膜上的整连蛋白整连蛋白和和胶原胶原/蛋白聚糖

23、蛋白聚糖；胚胎发育中最早出现的细胞外基质蛋白，胚胎发育中最早出现的细胞外基质蛋白，在组织在组织分化中具有重要作用分化中具有重要作用；与肿瘤细胞转移有关与肿瘤细胞转移有关，侵袭性肿瘤细胞表面的层，侵袭性肿瘤细胞表面的层粘连蛋白的受体数量增多，而且散布于整个瘤细粘连蛋白的受体数量增多，而且散布于整个瘤细胞表面。胞表面。介导细胞与基膜之间的粘着介导细胞与基膜之间的粘着（2 2） 纤连蛋白纤连蛋白(fibronectin)结构：结构：纤连蛋白是高分纤连蛋白是高分子量糖蛋白，含子量糖蛋白，含糖糖4.5- 9.5%；其亚单位其亚单位MW (250KD),在在C端端形成二硫键，各形成二硫键，各含多个特异结构

24、含多个特异结构域，同整连蛋白域，同整连蛋白等结合。等结合。血浆纤连蛋白二聚体血浆纤连蛋白二聚体V形分形分子结构示意图子结构示意图功能：功能：l介导细胞粘着；介导细胞粘着；l通过信号转导调节细胞形状和细胞骨架的组织，通过信号转导调节细胞形状和细胞骨架的组织，促进细胞铺展；促进细胞铺展；l为发育过程中许多类细胞迁移和分化所必需；为发育过程中许多类细胞迁移和分化所必需；l促进巨噬细胞等免疫细胞到达受损部位；促进巨噬细胞等免疫细胞到达受损部位；l促进血小板附于血管受损部位形成血凝块。促进血小板附于血管受损部位形成血凝块。介导细胞与基质之间的粘着介导细胞与基质之间的粘着（三）（三） 植物细胞壁植物细胞壁

25、b组分组分: :由纤维素、由纤维素、半纤维素、果胶半纤维素、果胶质等构成。质等构成。b功能功能: : 为细胞提为细胞提供一个细胞外网供一个细胞外网架，对细胞起支架，对细胞起支持作用。持作用。纤维素纤维素半纤维素半纤维素果胶质果胶质胞间层胞间层初生壁初生壁细胞膜细胞膜初生细胞壁结构示意图初生细胞壁结构示意图 半纤维素通过氢键将微原纤维(纤维素束纤维素束)交错连接成网络，同果胶质组成的网络共存，为细胞提供抗张力和抗压力。1.1.纤维素纤维素 由由葡萄糖分子葡萄糖分子以以（1-41-4）糖苷键连接起来）糖苷键连接起来的线性多聚体分子的线性多聚体分子, ,聚集成束，形成长的微原纤维聚集成束，形成长的微原纤维(microfibril)(microfibril)。纤维素分子为细胞壁提供了。纤维素分子为细胞壁提供了抗张抗张强度强度。（胶原）。（胶原）2.2.半纤维素半纤维素 由由木糖木糖、半乳糖半乳糖和和葡萄糖葡萄糖等组成的高度等组成的高度分支的多糖，通过氢键与微原纤维连接。其分支利分支的多糖，通过氢键与微原纤维连接。其分支利于将微原纤维彼此连接或介导微原纤维与其他基质于将微原纤维彼此连接