第17章細胞的社會聯(lián)系細胞的社會聯(lián)系多細胞生物體內沒有細胞是“孤立”的通過細胞通訊、黏著、連接以及細胞與胞外基質的相互作用構成復雜的細胞社會決定細胞的行為和命運，包括結構與功能分化、位置以及生死抉擇，維持機體的穩(wěn)態(tài)平衡第一節(jié)細胞連接細胞連接(celljunction):細胞質膜的特化區(qū)域，通過膜蛋白、細胞骨架蛋白或者胞外基質形成的細胞與細胞之間、細胞與胞外基質之間的連接結構第一節(jié)細胞連接三大類：·封閉連接·錨定連接·通訊連接Communicationjunctions通訊連接一、緊密連接（tightjunction）一般存在于上皮細胞之間冰凍斷裂復型技術顯示出它是由圍繞在細胞四周的“焊接線”形成一、緊密連接（tightjunction）主要功能：形成滲透屏障

eg.血腦屏障(BBB)

將電子致密物氫氧化鑭加入上皮細胞一側作為示蹤物，不能夠通過緊密連接進入細胞的另一側一、緊密連接（tightjunction）主要功能：形成上皮細胞膜蛋白與膜脂分子側向擴散的屏障，維持上皮細胞極性一、緊密連接（tightjunction）緊密連接形成的滲透屏障是相對的，某些小分子可通過緊密連接，以細胞旁路途徑從上皮細胞層一側轉運或“滲漏”到另一側二、錨定連接作用：增強組織中細胞承受機械力的能力蛋白質：細胞內錨蛋白+跨膜黏附性蛋白通過細胞質膜蛋白及細胞骨架系統(tǒng)將細胞與細胞或細胞與胞外基質間連接起來，以形成堅韌有序的細胞群體、組織與器官。與中間絲相連的錨定連接：橋粒與半橋粒HemidesmosomeDesmosomesconnectintermediatefilamentsfromcelltocell與中間絲相連的錨定連接：橋粒與半橋粒橋粒(desmosome)：相鄰細胞內的中間絲通過橋粒相互作用，將相鄰細胞連成一體，增強了細胞抵抗外界壓力與張力的機械強度中間絲—鈣黏蛋白橋粒結構自身免疫缺陷病——天皰瘡患者自身抗體結合橋?？缒ゐじ叫缘鞍踪|，破壞橋粒結構，導致上皮細胞間錨定連接喪失，體液滲漏而產(chǎn)生嚴重的皮膚水皰病天皰瘡小鼠模型與中間絲相連的錨定連接：橋粒與半橋粒半橋粒：細胞與細胞外基質間的錨定連接方式。通過位于上皮細胞基底面的半橋粒，上皮細胞可以黏附到基（底）膜上。中間絲—整聯(lián)蛋白半橋粒結構黏著帶(adhesionbelt)位于上皮細胞緊密連接的下方，相鄰細胞間（側面）形成一個連續(xù)的帶狀結構。微絲—鈣黏蛋白與肌動蛋白纖維相連的錨定連接：黏著帶與黏著斑黏著斑(focaladhesion)細胞與細胞外基質之間的連接方式。這種連接形式在肌肉和肌腱很常見，有助于維持細胞在運動過程中的張力以及影響細胞生長的信號傳遞。微絲—整聯(lián)蛋白與肌動蛋白纖維相連的錨定連接：黏著帶與黏著斑黏著斑（Focaladhesion）Actina5b1Integrin三、通訊連接間隙連接(gap-junction)：分布廣泛，幾乎所有的動物組織中都存在間隙連接胞間連絲(plasmodesma)：高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接,完成細胞間的通訊聯(lián)絡化學突觸(chemicalsynapses)：存在于可興奮細胞之間的細胞連接方式，它通過釋放神經(jīng)遞質來傳導神經(jīng)沖動1.間隙連接(gapjunction)結構與成分：

基本結構單位是連接子，形成一個直徑約1.5nm的親水通道許多間隙連接單位往往集結在一起形成大小不一的片狀結密度梯度離心技術可將質膜上的間隙連接區(qū)域的膜片分離出來1.間隙連接(gapjunction)間隙連接（gapjunction）：除骨骼細胞和血細胞外，在幾乎所有的動物細胞間專司細胞間通信的連接方式。1.結構與成分：相鄰細胞質膜上的兩個連接子對接形成中空的完整的間隙連接結構，以利于小分子通過。每個連接子（conneon）由6個相同或相似的間隙連接蛋白（connexin）呈環(huán)狀排列而成，中央形成一個直徑約1.5nm的親水性通道。

2.功能：（1）在代謝偶聯(lián)中起作用：允許小分子代謝物和信號物質通過；（2）在神經(jīng)沖動中起作用：電突觸屬于間隙連接；（3）在胚胎早期發(fā)育中起作用：為影響細胞分化的信號物質的傳遞提供通道。3.間隙連接通透性的調節(jié)：（1）間隙連接對小分子物質的通透能力具有底物選擇性；（2）間隙連接通透性受細胞質Ca2+濃度和pH調節(jié)。1.間隙連接(gapjunction)在神經(jīng)沖動信息傳遞中的作用：電突觸與化學突觸傳遞信號不同，電突觸的間隙連接有利于細胞間的快速通訊1.間隙連接(gapjunction)在胚胎早期發(fā)育中的作用：間隙連接存在于發(fā)育與分化的特定階段的細胞之間間隙連接通透性的調節(jié)對小分子物質的通透能力具有底物選擇性﹤1×103

通透性受細胞質Ca2+濃度和pH調節(jié)，胞質低pH高Ca2+降低透性2.胞間連絲(plasmodesma)植物細胞間通訊連接方式在植物細胞物質運輸和信號傳遞中起著重要作用胞間連絲介導的細胞間物質運輸也是有選擇性的，并且是可以調節(jié)的2.胞間連絲(plasmodesma)3.化學突觸(chemicalsynapses)化學突觸（chemicalsynapse）：化學突觸是存在于可興奮細胞之間的細胞連接方式，它通過釋放神經(jīng)遞質來傳導神經(jīng)沖動，并因此而得名。在信息傳遞中，化學突觸有一個將電信號轉化為化學信號，再將化學信號轉化為電信號的過程〔電信號（動作電位）→化學信號（釋放神經(jīng)遞質）→電信號（動作電位）〕，因此表現(xiàn)出動作電位在傳遞中的延遲現(xiàn)象?；瘜W突觸詳見生理學有關內容。第二節(jié)細胞黏著及其分子基礎細胞識別與細胞黏著細胞連接需要細胞識別與黏著，然后在細胞骨架和跨膜蛋白參與下形成細胞連接同種類型細胞間的彼此黏著是許多組織結構的基本特征將兩棲動物早期胚胎的外胚層和中胚層細胞解離為單細胞并混合在一起，起初細胞形成一個混合的聚合體，然后從其他類型細胞中分選出來。外胚層細胞移動到聚合體的外表面，中胚層細胞移動到聚合體的內部，這些正是它們在胚胎中所占據(jù)的位置細胞黏著分子（celladhesionmolecule，CAM）細胞識別與黏著的分子基礎是細胞表面的細胞黏著分子細胞黏著分子分為4大類：鈣黏蛋白、選擇素、整聯(lián)蛋白及免疫球蛋白超家族細胞黏著分子（celladhesionmolecule，CAM）通過3種方式介導細胞識別與黏著同親型結合、異親型結合、銜接分子依賴性結合細胞黏著分子（celladhesionmolecule，CAM）CAM是整合膜蛋白，介導細胞與細胞間及細胞與ECM間相互作用為糖蛋白，分子結構由三部分組成：胞外區(qū)，N端部分，負責與配體識別跨膜區(qū)，多為單次跨膜胞質區(qū)，C端部分，與質膜下的骨架成分相連，或與胞內的信號分子相連細胞黏著分子（celladhesionmolecule，CAM）細胞黏著分子（celladhesionmolecule，CAM）胞質區(qū)與質膜下的骨架成分相連1.鈣黏蛋白(cadherin)同親型結合、Ca2+依賴的細胞黏著糖蛋白典型鈣黏蛋白胞外部分形成5個重復結構域鉸鏈區(qū)是Ca2+結合位點鈣黏蛋白家族部分成員名稱主要分布參與細胞連接類型在小鼠中失活后的表型E-鈣黏蛋白上皮細胞黏著連接胚泡細胞不能聚集在一起，死于胚泡時期N-鈣黏蛋白神經(jīng)、心臟、骨骼肌及成纖維細胞黏著連接、化學突觸因心臟缺陷而死于胚胎時期P-鈣黏蛋白胎盤、表皮黏著連接異常乳腺發(fā)育VE-鈣黏蛋白內皮細胞黏著連接血管異常發(fā)育（因為內皮細胞凋亡）鈣黏蛋白參與的細胞連接鈣黏蛋白的結構與功能胞外最后一個重復結構域在Ca2+

結合后彼此“嵌合”在一起，從而實現(xiàn)Ca2+

依賴性細胞黏著低濃度（<0.05mmol/L）Ca2+導致鈣黏蛋白胞外部分的剛性喪失陽離子螯合劑EDTA能破壞Ca2+或Mg2+依賴性的細胞黏著鈣黏蛋白介導高度選擇性的細胞識別與黏著通過調控鈣黏蛋白的種類與數(shù)量能影響細胞間的黏著與遷移，從而影響組織分化小鼠8細胞胚胎時期，表達E-鈣黏蛋白將松散的分裂球細胞變成緊密黏合的細胞。E-鈣黏蛋白突變，會導致胚胎細胞的分離和死亡上皮－間質轉型涉及E-鈣黏蛋白的表達與否上皮細胞轉型為間質細胞或間質細胞轉型為上皮細胞是一個受控的可逆過程，稱之上皮－間質轉型表達E-鈣黏蛋白后，分散的間質細胞會聚集在一起形成上皮組織；不表達E-鈣黏蛋白的上皮細胞則從上皮組織遷移出來形成游離的間質細胞KalluriR&WeinbergRA,2009上皮－間質轉型(EMT)是細胞轉分化的一種方式epithelial-mesenchymaltransition，EMT癌細胞演進、干細胞分化與EMT有關KalluriR&WeinbergRA,20092.選擇素(selectin)異親型結合、Ca2+依賴性的細胞黏著分子選擇素是跨膜蛋白，其胞外部分具有高度保守并能識別其他細胞表面特異性寡糖鏈的凝集素（lectin）結構域選擇素的種類L-選擇素存在于各種白細胞的表面，參與炎癥部位白細胞從內皮細胞間隙進入組織的過程E-選擇素存在于活化的血管內皮細胞表面P-選擇素位于血小板和內皮細胞上選擇素及整聯(lián)蛋白介導的細胞黏著，幫助白細胞從血液進入組織選擇素及整聯(lián)蛋白介導的細胞黏著，幫助白細胞從血液進入組織3.免疫球蛋白超家族(IgSF)分子結構中具有與免疫球蛋白類似結構域的細胞黏著分子超家族（不依賴于Ca2+）大多介導淋巴細胞和免疫應答所需要的細胞之間的黏著3.免疫球蛋白超家族(IgSF)4.整聯(lián)蛋白(integrin)普遍存在于脊椎動物細胞表面，異親型結合、Ca2+

或Mg2+依賴性的細胞黏著分子，主要介導細胞與胞外基質間的黏著整聯(lián)蛋白主要配體分布α5β1纖連蛋白廣泛α6β1層粘連蛋白廣泛α7β1層粘連蛋白肌細胞αLβ2IgSF白細胞α2β3纖維蛋白原血小板α6β4層粘連蛋白上皮細胞間的半橋粒整聯(lián)蛋白分子結構由α、β兩個亞基形成跨膜異二聚體整聯(lián)蛋白參與的細胞連接整聯(lián)蛋白通過與胞內骨架蛋白的相互作用介導細胞與胞外基質的黏著這一黏著通過自身結構域與纖連蛋白、層粘連蛋白等含有RGD三肽的胞外基質成分結合半橋粒黏著斑整聯(lián)蛋白介導細胞與胞外基質的黏著βsubunitbindsRGDdomainonfibronectinsubunitbindscalciumCa2+necessaryforsubstratebinding整聯(lián)蛋白與醫(yī)學血小板的凝聚需要血小板特異的整聯(lián)蛋白αⅡbβ3與含RGD序列的可溶性血液蛋白（纖維蛋白原）相互作用利用整聯(lián)蛋白胞外區(qū)具有通過自身結構域識別含有RGD三肽序列配體的特性，開辟以配體-受體相互作用為基礎的疾病治療的新手段整聯(lián)蛋白介導的信號傳遞整聯(lián)蛋白參與的信號傳遞方向有“由內向外”及“由外向內”兩種形式涉及細胞內外配體活化細胞表面整聯(lián)蛋白整聯(lián)蛋白介導的信號傳遞血液凝固過程：“由內向外”傳遞信號血小板結合于受損血管或被其他可溶性信號分子作用后引起細胞內信號的傳遞，活化整聯(lián)蛋白構象發(fā)生改變而被激活?；罨恼?lián)蛋白與血液凝固蛋白——纖維蛋白原結合后導致血小板彼此粘連在一起形成血凝塊整聯(lián)蛋白介導的信號傳遞黏著斑介導的錨定依賴性生長：“由外向內”其典型信號轉導通路依賴細胞內酪氨酸激酶——黏著斑激酶(FAK)調節(jié)細胞增殖、生長、生存、凋亡等重要生命活動黏著斑介導的錨定依賴性生長第三節(jié)細胞外基質細胞外基質（extracellularmatrix,ECM）：由細胞分泌的蛋白質和多糖所構成的細胞外空間網(wǎng)絡結構。在上皮細胞層和結締組織間的胞外基質特化為基膜。細胞外基質在結締組織中含量最為豐富。功能：為組織構建提供支撐框架，還對與其接觸的細胞的存活、發(fā)育、遷移、增殖、形態(tài)以及其他功能產(chǎn)生重要的調控作用不同類型的細胞外基質動物細胞的胞外基質成分結構蛋白：膠原和彈性蛋白，分別賦予胞外基質強度和韌性

蛋白聚糖：由蛋白質和多糖共價形成，高度親水，賦予胞外基質抗壓能力粘連糖蛋白：纖連蛋白和層粘連蛋白，有助于細胞粘連到胞外基質上1.膠原(collagen)（1）結構與類型是胞外基質最基本成分，也是動物體內含量最豐富的蛋白質基本結構單位是原膠原，由3條α鏈多肽盤繞成3股螺旋結構α鏈的一級結構具有Gly-X-Y三肽重復序列,其中X常為脯氨酸（Pro），Y常為羥脯氨酸（Hypro）或羥賴氨酸（Hylys）膠原的類型及其特征類型多聚體形式組織分布突變表型Ⅰ纖維皮膚、肌腱、骨、韌帶、角膜等嚴重的骨缺陷和斷裂Ⅱ纖維軟骨、脊索、人眼玻璃體軟骨缺陷、矮小癥狀Ⅲ纖維皮膚、血管、體內器官皮膚易損、關節(jié)松軟、血管易破Ⅴ纖維（結合Ⅰ型膠原）與Ⅰ型膠原共分布皮膚易損、關節(jié)松軟、血管易破Ⅺ纖維（結合Ⅱ型膠原）與Ⅱ型膠原共分布近視、失明Ⅸ與Ⅱ型膠原側面結合軟骨骨關節(jié)炎Ⅳ片層狀（形成網(wǎng)絡）基膜血管球形腎炎、耳聾Ⅶ錨定纖維復層鱗狀上皮下皮膚起皰ⅩⅦ非纖維狀半橋粒皮膚起皰ⅩⅧ非纖維狀基膜近視、視網(wǎng)膜脫離、腦積水（2）膠原的合成與裝配膠原的合成與組裝始于內質網(wǎng)，并在高爾基體中進行修飾，最后在細胞外組裝ER合成前體肽鏈，裝配成前膠原(procollagen)，前體鏈兩端無Gly-X-Y重復序列前膠原在胞外被前膠原肽酶切除N-及C-末端前肽，形成膠原分子膠原分子1/4聚合裝配成膠原原纖維(collagenfibril)、膠原纖維(collagenfiber)（2）膠原的合成與裝配（2）膠原的合成與裝配（2）膠原的合成與裝配脯氨酸和賴氨酸殘基的羥基化有助于羥基間形成氫鍵，以穩(wěn)定膠原3股螺旋結構缺少維生素C時，脯氨酸的羥基化受到影響，導致胞外基質中膠原不斷丟失而引起血管脆性增加從而引起壞血病Ehlers-Danlos綜合征病人缺乏切除前肽的酶，導致膠原不能正常組裝，出現(xiàn)皮膚血管脆弱、皮膚彈性過強等癥狀（3）膠原的空間排布形式膠原纖維的大小和空間排布形式在不同結締組織中存在巨大差異，這至少與兩方面因素有關：一是細胞分泌的胞外基質中一些纖維結合膠原（fibrilassociatedcollagen）二是分泌膠原的細胞對膠原在胞外基質中排布的影響（4）膠原的功能參與形成結締組織，如骨、韌帶、基膜、皮膚。胞外基質中的其他組分通過與膠原結合形成結構與功能的復合體，賦予組織剛性及抗張力強度成骨缺陷?。?/p>

Ⅰ型膠原發(fā)生突變2.彈性蛋白(elastin)是彈性纖維的主要成分。由二類短肽交替排列構成。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，負責在相鄰分子間交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結構。主要存在于脈管壁及肺組織呈無規(guī)則卷曲狀態(tài)，通過Lys殘基相互交連成網(wǎng)狀結構2.彈性蛋白(elastin)與膠原纖維共同存在，分別賦予組織彈性及抗張性隨著年齡增加，彈性蛋白不斷流失，膠原鉸鏈程度增加，導致關節(jié)不靈活、皮膚起皺、失去彈性3.糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖是由重復的二糖單位構成的不分支長鏈多糖：氨基己糖+糖醛酸高度親水性的糖胺聚糖帶有大量負電荷，能夠吸引大量的陽離子，結合大量水分子糖胺聚糖像海綿一樣吸水產(chǎn)生膨壓，賦予胞外基質抗壓的能力（1）糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）可分為六種：透明質酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角質素。透明質酸(HA)，含多達10萬個糖基?？山Y合大量水分子，賦予組織一定的抗壓性。還使細胞易于增殖和遷移，也起潤滑關節(jié)的作用。3.糖胺聚糖和蛋白聚糖蛋白聚糖由糖胺聚糖（除透明質酸外）與核心蛋白的絲氨酸殘基共價連接形成的大分子（2）蛋白聚糖（proteoglycan）蛋白聚糖軟骨中蛋白聚糖借助連接蛋白以非共價鍵的形式與透明質酸結合形成復合體，賦予軟骨凝膠樣特性和抗變形能力蛋白聚糖與多種生長因子結合，有利于激素分子與細胞表面受體結合

4.纖連蛋白（FN）和層粘連蛋白（LN）有數(shù)個（5-7）結構域,能識別并結合胞外基質組分還能識別并結合細胞表面受體（通過自身RGD（Arg-Gly-Asp）

三肽序列）（1）纖連蛋白(fibronectin)類型：血漿FN：V字形二聚體，可溶，存在于血漿、體液。細胞FN：多聚體，不溶，存在于ECM及細胞表面。已鑒定的FN亞單位20種以上。由同一基因編碼，轉錄后拼接不同，形成多種異型分子。組裝：FN不自發(fā)組裝成纖維，通過細胞表面受體指導下進行。腫瘤細胞表面的FN纖維減少，因細胞表面的FN受體異常所致。