第十五章--细胞的社会联系.ppt

1、第15章 细胞的社会联系,细胞的社会联系,多细胞生物体内没有细胞是“孤立”的 通过细胞通讯、黏着、连接以及细胞与胞外基质的相互作用构成复杂的细胞社会 决定细胞的行为和命运，包括结构与功能分化、位置以及生死抉择，维持机体的稳态平衡,本章主要内容,细胞连接 细胞黏着及其分子基础 细胞外基质,第一节 细胞连接,细胞连接(cell junction): 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成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质之间的连接结构,第一节 细胞连接,三大类： 紧密连接 锚定连接 通讯连接,一、紧密连接（tight junction）,一般存在于上皮细胞之间 冰冻断裂复型技术

2、显示出它是由围绕在细胞四周的“焊接线”形成,一、紧密连接（tight junction）,主要功能： 形成渗透屏障 eg.血脑屏障(BBB),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,一、紧密连接（tight junction）,主要功能： 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,一、紧密连接（tight junction）,紧密连接形成的渗透屏障是相对的，某些小分子可通过紧密连接，以细胞旁路途径从上皮细胞层一侧转运或“渗漏”到另一侧,二、锚定连接,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,与中间丝相连的锚定连

3、接：桥粒与半桥粒,Hemidesmosome,Desmosomes connect intermediate filaments from cell to cell,与中间丝相连的锚定连接：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,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，体液渗漏而产生严重的皮肤水疱病,天疱疮小鼠模型,与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半桥粒,半桥粒(hemidesmosome)： 细胞与胞外基质间的

4、连接 中间丝整联蛋白层粘连蛋白,上皮细胞通过半桥粒黏着在基膜上,黏着带(adhesion belt) 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,与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与黏着斑,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,与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与黏着斑,Focal adhesion,三、通讯连接,间隙连接(gap-junction)：分布广泛，几乎所有的动物组织中都存在间隙连接 胞间连丝(plasmodesma)：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连

5、接,完成细胞间的通讯联络 化学突触(chemical synapses)：存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式，它通过释放神经递质来传导神经冲动,1. 间隙连接(gap junction),结构与成分： 基本结构单位是连接子，形成一个直径约1.5 nm 的亲水通道 许多间隙连接单位往往集结在一起形成大小不一的片状结 密度梯度离心技术可将质膜上的间隙连接区域的膜片分离出来,功能： 代谢偶联：1103,放射自显影信号 放射性标记胸苷,1. 间隙连接(gap junction),1. 间隙连接(gap junction),功能： 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

6、连接有利于细胞间的快速通讯,1. 间隙连接(gap junction),在胚胎早期发育中的作用： 间隙连接存在于发育与分化的特定阶段的细胞之间,间隙连接通透性的调节,对小分子物质的通透能力具有底物选择性 通透性受细胞质Ca2+ 浓度和pH调节,2. 胞间连丝(plasmodesma),植物细胞间通讯连接方式 在植物细胞物质运输和信号传递中起着重要作用 胞间连丝介导的细胞间物质运输也是有选择性的，并且是可以调节的,2. 胞间连丝(plasmodesma),3. 化学突触 (chemical synapses ),第二节 细胞黏着及其分子基础,细胞识别与细胞黏着,细胞连接需要细胞识别与黏着，然后在

7、细胞骨架和跨膜蛋白参与下形成细胞连接 同种类型细胞间的彼此黏着是许多组织结构的基本特征,将两栖动物早期胚胎的外胚层和中胚层细胞解离为单细胞并混合在一起，起初细胞形成一个混合的聚合体，然后从其他类型细胞中分选出 来。外胚层细胞移动到聚合体的外表面，中胚层细胞移动到聚合体的内部，这些正是它们在胚胎中所占据的位置,细胞黏 着分子（cell adhesion molecule，CAM）,细胞识别与黏着的分子基础是细胞表面的细胞黏着分子 细胞黏着分子分为 4 大类：钙黏蛋白、选择素、整联蛋白及免疫球蛋白超家族,细胞黏 着分子（cell adhesion molecule，CAM）,通过3 种方式介导细胞

8、识别与黏着 同亲型结合、异亲型结合、衔接分子依赖性结合,细胞黏 着分子（cell adhesion molecule，CAM）,CAM是整合膜蛋白，介导细胞与细胞间及细胞与细胞外基质， extracellular matrix,ECM间相互作用 为糖蛋白，分子结构由三部分组成： 胞外区，N端部分，负责与配体识别 跨膜区，多为单次跨膜 胞质区，C端部分，与质膜下的骨架成分相连，或与胞内的信号分子相连,细胞黏 着分子（cell adhesion molecule，CAM）,细胞黏 着分子（cell adhesion molecule，CAM）,胞质区与质膜下的骨架成分相连,1. 钙黏蛋白(cadh

9、erin),同亲型结合、Ca2+ 依赖的细胞黏着糖蛋白 典型钙黏蛋白胞外部分形成5 个重复结构域 铰链区是Ca2+ 结合位点,钙黏蛋白家族部分成员,钙黏蛋白参与的细胞连接,钙黏蛋白的结构与功能,胞外最后一个重复结构域在Ca2+ 结合后彼此“嵌合”在一起，从而实现Ca2+ 依赖性细胞黏着 低浓度（0.05 mmol/L） Ca2+ 导致钙黏蛋白胞外部分的刚性丧失 阳离子螯合剂EDTA 能破坏Ca2+ 或Mg2+ 依赖性的细胞黏着,钙黏蛋白介导高度选择性的细胞识别与黏着,通过调控钙黏蛋白的种类与数量能影响细胞间的黏着与迁移，从而影响组织分化,小鼠8 细胞胚胎时期，表达E-钙黏蛋白将松散的分裂球细胞

10、变成紧密黏合的细胞。E-钙黏蛋白突变，会导致胚胎细胞的分离和死亡,上皮间质转型涉及E-钙黏蛋白的表达与否,上皮细胞转型为间质细胞或间质细胞转型为上皮细胞是一个受控的可逆过程，称之上皮间质转型 表达E-钙黏蛋白后，分散的间质细胞会聚集在一起形成上皮组织；不表达E-钙 黏蛋白的上皮细胞则从上皮组织迁移出来 形成游离的间质细胞,Kalluri R 103:14664-14671,初生细胞壁与次生细胞壁,初生细胞壁是在细胞生长时期合成的，由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等组成 次生细胞壁还含有木质素，但基本不含有果胶,本章小结,习题,细胞连接 胶原的肽链的一级结构是由（ ）XY重复序列构成的。 整联蛋

11、白的细胞内结构域与胞质骨架的中间纤维相关联。,在细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、支架蛋白或者胞外基质形成的细胞与细胞之间，细胞与胞外基质间的连接结构。,从上皮细胞的顶端到底部，各种细胞表面连接出现的顺序是：（） A、紧密连接-黏着连接 -桥粒 -半桥粒 B、桥粒-半桥粒-黏着连接-紧密连接 C、黏着连接-紧密连接-桥粒-半桥粒 D、紧密连接-黏着连接-半桥粒-桥粒 比较黏着斑和黏着带连接的结构组成和功能。,答：1.黏着带 (adhesion belts) 是细胞-细胞间黏着的一种方式； 位于上皮细胞紧密连接的下方；靠钙黏着蛋白同肌动蛋白相互作用； 黏着带处相邻细胞质膜的间隙为2025nm, 介于紧密连接和桥粒之间。 2 黏着斑(adhesion plaqua，focal adhesion) 肌动蛋白纤维通过整联蛋白同细胞外基质(如纤粘连蛋白)而不是与另一个细胞的表面相连。 黏着带与黏着斑的比较 黏着带的黏着蛋白是钙黏着蛋白，黏着斑的黏着蛋白是整联蛋白，它们都是Ca2+ 依赖性的。 黏着带介导细胞与细胞的连接，黏着斑介导细胞与基膜的连接。除了细胞连接，都能进行信号传递。,说明间隙连接的结构特点和作用？,答：间隙连接是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢