分子细胞学聪教授讲义

第一章粘附分子 CAM是一大类膜糖蛋白，介导细胞之间以及细胞与细胞外基质以及某些血浆蛋白间的识别成；损伤修复；病原体；肿瘤转移等生理和病理生理过程中发挥重要作用。MostoftheCAMscanbegroupedbystructureandfunctioninto5families:Immunoglobulin(Ig)superfamily（IgSF)IntegrinfamilySelectinfamilyCadherinfamilyOthers(CD)同亲型结合：同种黏附分子间2）异亲型结合：不同种粘附分子间3)分子依赖性结合：连接分子中介大多Ca2+/Mg2+依赖性，细胞骨架参与下形成细胞，如黏着（VCAM，TCR(LFA-1(leukocyteadhesiveprotein)等。CDCD抗原/（clusterofdifferentiationusesofMcAb应用以单克隆抗体鉴定为主的方法，将来自不同CD)sCAMCAM细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)：ECM成分是一些粘附分子的重要配体，如透明质酸(hyaluronicacid,HA)是CD44的配体；胶原(collagen)，纤维结合素(蛋白，纤连蛋白RGD序列的合成肽可抑制整合素与细胞外基质的结合，从而阻断由整合素介导的血小板、、炎症、肿瘤转移等过程。：HIV（RGD；CAM（PTKABP可逆磷酸化反应，调节肌动蛋白依赖的多种细胞功能（粘CAMCAMjunction（它本身）。同种亲和性结合（同亲型结合，homophilicbinding,相邻细胞表面的同种粘附分子间的cadherin的种类与数量均有所不同。目前已发现几十种cadherin，多以所在组织的第一个字母命名：上皮钙粘素（epithelial…E-cadherin；胎盘-钙粘素(cental…P-cadherin)；神经-钙粘素（neural…表达同种cadherin的细胞之间的特异性识别对胚胎发育和维持组织结构的完整性cadherincadherin的细胞则不能形成集CAD重复序列?，胞内高度保守，通过连接蛋白与细胞骨架成分相连，稳cadherin表达异常与肿瘤转移关系密切，cadherin为肿瘤抑制因子,多种具有侵袭转移性的上皮细胞癌中E-cadherin表达减少或者有结构异常转染实验也证实钙粘素可（二）Integrinsconsistofalphaandbeta(1or2)chains(CD29,CD18),为异源二聚体穿膜粘着蛋Ca2+、Mg2+ECM之间的IntegrinIntegrin。18种α亚基8种β24Integrins。（VLA，veryβ23淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1,lymphocyte-functionassociatedantigen-1,IntegrinaLb2)：存在于所有白细胞。参与白细胞之间及白细胞与内皮细胞之间的粘附巨噬细胞分化抗原-1(Mac-1)：主要存在于中性粒细胞和单核细胞，有多种糖蛋白150/95(GP150/95)：主要存在于组织中的巨噬细胞膜上，血中的单核细白细胞上β2IgSFICAM-1遗传性“白细胞粘合缺陷症”不能合成β2β3等结合，介导血小板的和血小板与基底膜的粘附，参与血栓形成GPIIb/IIIaGranzamann血小板无力症。这是一种少见的具有倾向的常隐性遗传病。在动脉粥样硬化的基础上，由GPIIb/IIIa介导的血小板的可导致血栓形成，造成心脑血管的梗死。IntegrinPKCIntegrinABP的丝/Integrin与胞外基质的亲和力下降，粘附斑蛋白被磷酸化后能快速地从粘附接触部分IntegrinIntegrinECM成分，integrin一般通过特定序列识别（integrin与配体的结合是一个依赖二价阳离子的过程intergrin只是在特定的时间、integrin才能与配体结合并转导不同的信号。粘附斑：ECMIntegrinIntegrinABP，integrinECM和细胞骨架蛋白偶联Integrin与基质结合、→粘附斑（focaladhesion,FA）的组装→FAK（focaladhesionkinase）活化→启动多条信号转导通路（钙离子内流、IP3合成、蛋白质酪氨酸的磷酸化。向内”的信号传导（outsidein）生长刺激信号（lifesavingsignal)是细胞膜上结合配体的整联蛋白发出的。而癌细胞可以悬（inside细胞内信号传递启动→细胞内→改变整联蛋白胞质域的构象→激活整联蛋整联蛋白αⅡbβ3→对纤维蛋白（fibrinogen,含RGD序列)的亲和性↑→血小板形含有RGD序列的人工合成肽可以竞争性血小板整联蛋白和纤维蛋白原的结合抑抗αⅡbβ3抗体 能够增殖的表皮基底层细胞表达β1整联蛋白α2β1、α3β1、α5β1,它们帮助基底层细胞粘附到下层的基膜上。当基底层细胞后向表面迁移时，细胞停止整联蛋白合成。如果细胞离开基底层，β1整联蛋白合成没有中止，细胞将继续，此处表皮（三）ThestructureoftheseadhesionmoleculesresemblethatofMembersoftheIgsuperfamilyincludetheintercellularadhesionmolecules(ICAMs),vascularcelladhesionmolecule(VCAM-1),et-endothelial-celladhesionmolecule(PECAM-1),andneuralcelladhesion1,2,3CAM（NCAMIgSF细胞粘附分子介导淋巴细胞和免疫应答所需细胞如吞噬细胞之间特异性相互作VCAMNCAM癌胚抗原(CEA)亦为该的粘附分子，它是结肠粘膜细胞表面的糖蛋白，介导非钙依CEA升高往往预示肿瘤的复发和转移。Ig结构域IgSFIgICAM-1（细胞因子，内毒素）时可以显著TICAMT细胞功能发ICAMICAM表达降低可能与肿瘤细胞逃逸NCAM-L1：一定浓度的可与NCAM-L1结合，使胚胎小脑细胞之间丧失了相互识L1突变可致新生儿致死性脑积VCAM-1：又称诱导性细胞粘附分子(induciblecelladhesionmolecule,INCAM)IL-1、TNF-α等细胞因子活化的血管内皮细胞上表达，最近命名为CD106，VCAM-1的配体是分VLA-4分子（四）PEL（EGF)样结构域和补体调节蛋白结构域()。凝集素样区结合和识别配体；EGF区协同；配迄今为止发现的selectin分子的配体都是具有唾液酸化的寡糖(Sialyl-Lewis)或selectin面及中某些糖蛋白分子上都存在有selectin分子识别的碳水化合物基团。L-selectin细胞受到内毒素及炎性细胞因子作用后1小时内表达即开始增加，4-6小时达到，24胞表面唾液酸化的寡糖（sLex，配体)识别，白细胞和内皮细胞有初步结合。但亲和ICAM-1结合形成更牢固的粘着，白细胞穿过内皮细胞间隙到达血管外炎症部位。集中在血小板的αweible-palade小体的膜内面。与其（五）CD44细胞以及多种肿瘤细胞上表达。CD44主要表达于血细胞。功能：CD44是多种细胞外基质成分的受体，能介导细胞与基质（透明质酸，硫酸软骨循环在血液中的淋巴细胞倾向于迁移到它们原先衍生自那里的淋巴细胞部位(如淋巴结这种现象称为淋巴细胞的归巢。归巢行为是由淋巴细胞表面上的归巢受（L-选择蛋白和淋高内皮微静（HEV）HEV（highendothelialvenule）是淋中的一个结构。淋深皮质区有许多由内venulePCVCD44能在转移性肿瘤细胞上表达。在人结直肠肿瘤的浸润癌及转移灶中发现了一种CD44突变型，而针对这种CD44分子的单抗可以抑制癌细胞株向淋转移和在肺转移灶CD44的表达量与肿瘤的转移能力也有关。英国一从黑色瘤细胞中克隆到几株CD4410倍。将这两种细胞静脉CD44的表达量明显增加。三、CAM（一）CAM可与多种生长调控因子协同作用，共同参与对细胞生长分化的调节。已知多种类（二）TT细胞接受抗原刺激所产生的信号，即由抗原提呈细胞(antigenpresentingcellAPC)摄取并分解抗成抗原肽然后将后者与II类主要组织相容性抗原(MHC-II)分别在高尔基体和内吞小体内结合，并以抗原肽-MHCII复合物的形式被运送装配到膜上，T细胞表面的抗原受体(TCR)-CD3复合物识别APC上的抗原肽-MHCII复合物并与其结合所产生因子与其受体结合所提供。第二信号是非抗原特异性的，但没有第二信号的协同，T细胞与抗原的结合将导致无反应或耐受。种T-B细胞间的相互作用和由此的信号转导，可促进B细胞的增殖与分化。（三） 似细胞外基质中的RGD结构，如、等，因此，整合素可能介导这些细菌、哺乳动物细胞。而存在于气道上皮和红细胞表面的免疫球蛋白超的ICAM-l能分别作为感冒时大部分人类鼻的受体以及疟原虫红细胞的受体。(Weible-Palade小体)P-选择素迅速转移到质膜上来，与白细胞表面的内皮细胞表面的滚动(rolling)现象，这是白细胞粘附的第一步。2ICAM-l30倍，El00倍。其中E-选择素在4-6小时达到，24小时回到原来水平，而ICAM-l的增高在12-24小时达到，可持续72小时。此外内皮细胞还能合成释放趋化因子。的细胞信号转导以及整合素与配体结合所致的整合素的和它们与细胞内的骨架蛋白结穿血管阶粘附阶段之后，随着白细胞表面L选择素脱落，白细胞与内皮细胞的粘附作用减(PAF)LAD是一种白细胞粘附分子质和量异常引起的遗传病。患者白细胞的粘附、趋化、吞噬及释放功能均发生，末梢血白细胞数异常增高;但炎症灶中无中性粒细胞浸润，重症者严重的反复发作性的细菌和真菌而在2岁前。LAD分为两型:l型相似，但呈特殊容貌，重症者小头、智力低下、身材矮小和肌张力sLexsLes缺失，从而导致选择素介导的白细胞的功能降低。目前LAD的主要治疗是骨髓移植和治疗。(四)Cadherin表达减少，细胞之癌、等E-cadherin表达减少或有该粘附分子的结构异常。转染实验也证实了E-cadherin可限制或逆转肿瘤侵袭行为。ECM肿瘤细胞脱离灶后在CAM的介导下与基底膜及ECM粘附释放蛋白酶降解ECM，在毛细血管内血压差及毛细血管外组织压力的作用下，破裂而。此外，血中的肿瘤细有研究表明肿瘤细胞ICAM-lICAM-l(封闭LFA-l的作用，转移性肿瘤细胞在易位穿过血管壁的第一步是肿瘤细胞与内皮细胞的特异性粘附，目前认为这是特异性转移的关键步骤。现已明确，肿瘤细胞与内皮细胞的粘附主要是肿瘤细胞转移的特异性与不同的血管内皮细胞选择性表达粘附分子有关，如VCAM-lVLA-4的皮肤黑色素瘤和一些淋巴瘤EMM-lsLex对于肿瘤细胞在部位浸润入血及在易位穿过血管壁进入周围组织起限速作用。再经细胞移动穿过血管壁进入易位组织。内皮下基底膜成分如胶原、透明质酸等还可调节细胞的移动。实验表明，多种高转移性的细胞能高表达作为ECM（LN、FN和透明质酸）受（MMPs(uPA)受体表达增多，而且表达主要uPA结合将其定向募集于细胞的浸润方向，结合uPAECM以利于肿瘤转移。RGD序列的合成多肽阻断粘附能减少肺中的转移灶。实验还表明TGFβECMPAMP抑制因子的表达。I型胶原为该病的发病现认为主要与高血脂、氧化LDL (oxLDL)以及多种因子对血管内皮细VCAM-1以及单核细胞趋化因子(MCP-1)等．并使脂质易于进入内皮胞膜上的受体介导，大量摄入脂质变成细胞(foamcell)。TNF、巨噬细胞源性生粘附分子通过多个环节参与了As的发生发展内皮细胞 As与CAM的表CAM（离体）LDLVEC孵育>2小时→ICAM2～3倍，VCAM-1（在体动物）遗传性高脂血症兔随着血脂水平升高，VCAM-1，P-selectin等粘附分子表达增加。ECVECICAM-1,VCAM-1,E-selecin；吸烟者的单核细胞与VEC孵育，两者之间的粘附明显高于不吸烟者，而且粘附程度随着每VCAM-1,ICAM-1mRNA和蛋白质水平。（七）AsECCAMsEC7～10天——MCE-selectinICAM-1VCAM-1表达并未增加，原因可能在于β2整合素的上调。（八）该病的发病现认为主要与高血脂、氧化LDL(oxLDL)以及多种因子对血管内皮细平上对CAMs表达调节的研究属于的一个热点。ICAM-1的启动子上有一个基本的NF-κB位点，VCAM-12个，E-selectin3个。ODNNF-κBdecoyODN，能够显著减少心梗面积的大小；在离体的实验中，使用人或者冠脉的内皮细胞培养，转染NF-κBdecoy，能够抑制ICAM-1,VCAM-1,E-selectin表达反义寡脱氧核苷酸（oligodeoxynucleotiesODN）DNA单链mRNA结合，抑制转录，来减少活化内皮细胞，单核细胞的粘附分子的表达。P65antisenseODN比糖皮胞组织损伤。Anti-CD11/CD18/ICAM-1能够对缺血-再灌损伤提供较高程度的保护效应。Anti-P-selectin可以削弱白细胞－血小板的聚积。可溶性粘附分子：solublesLex：削弱白细胞在炎症内皮细胞的滚动；sICAM-1：减少大鼠缺血再灌后的肾功能和组织坏死，减轻猫的心肌缺血再灌损伤。第二章诱发因素：心脏停搏复苏；移植；血栓溶相关因素：缺血时间；侧支循环；氧气消耗条件；温度；离子浓度缺血再灌注损伤诱因：1.2.3.活性氧(O)这个术语实际上是一个集合名词，不仅包括氧中心自由基如O-和OONADPH通常作为生物合成的还原剂，并不能直接进入呼吸受氧化。只是在特由于含有未配对电子，其化学性质极其活泼，容易失去电子（氧化）或从的分子μs计，作用半径短。(oxidants)dehydrogenaseSOD它们在细胞内定位变化很大，CuZnSOD存在多种脏器内如肝脏、红细胞，而Mn-SOD主要粒体。它的唯一生理功能是歧化超氧阴离子(O2-·)H2O2O2。b过氧化氢酶（CTH2O2Px（GPO（GRe心肌黄酶(DTdiaphorase):葡萄糖-6-磷酸脱氢酶。CE、GSH、尿酸、牛磺酸和次牛磺酸等。谷胱苷肽(GSH)参与GSH—Px的作用，使过氧化物还原为H2O(GSSG)。有些化学物可耗竭肝脏GSH而继发脂质过氧化，如丙烯腈、苯乙烯等E它必须与膜结合才能发挥抗氧化作用。首先与氧自由基反应，生成生ROS水平较低时，促进细胞生长；当其水平较高时，线粒体内膜非特异性通透性孔Ccaspasecaspase3启脂质过氧化(lipidperoxidation)：指主要由自由基引起的