细胞表面及其特化结构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细胞表面及其特化结构,细胞表面,(cell surface),定 义：,包围在细胞质外层的复合的结构体系和多功能体系，是细胞之间或细胞与环境相互作用并产生各种复杂功能的部位。,细胞表面的结构和功能,结 构,:,细胞膜，细胞外被，膜下溶胶层，细胞连接和细胞表面的特化结构,(,如鞭毛，纤毛，微绒毛，细胞内褶,),。,糖单位,细胞外被,脂双层,胞质溶胶,功 能,:,支持保护，细胞识别，细胞粘附，免疫应答，,运动迁移，物质转运，信号转导，衰老病变等。,细 胞 识 别,举 例：,受精（结合素）；,巨噬细胞吞噬衰老的红细胞（唾液酸失去）；,抗原提呈细胞激活,T,细胞（细胞表面分子）。,细胞与细胞之间相互辨认和鉴别。,接触抑制,体外培养的正常细胞,当贴壁生长成单层，细胞到达一定密度相互接触时，细胞表面糖基转移酶活性增强，细胞外被糖基化作用加快，糖链接触延伸，使细胞表面许多反应受到遮蔽，抑制表面调节装置（膜受体,溶胶层的微丝和微管）的功能活动，细胞的生长和增殖受到抑制。,细胞表面的特化结构,质膜常带有许多特化的附属结构。如：微绒毛、褶皱、纤毛、鞭毛等等，这些特化结构在细胞执行特定功能方面具有重要作用。由于其结构细微，多数只能在电镜下观察到。,微绒毛,细胞表面伸出的细长指状突起，广泛存在于动物细胞表面，直径约为,0.1m,。微绒毛的存在扩大了细胞的表面积，有利于细胞同外环境的物质交换，如小肠上的微绒毛。肿瘤细胞对葡萄糖和氨基酸的需求量都很大，因而大都带有大量微绒毛。,皱褶和内褶,细胞表面有一种扁形突起，称为,皱褶,（,ruffle,）或,片足,（,lamllipodia,）。皱褶在形态上不同于微绒毛，它宽而扁，在巨噬细胞的表面上普遍存在着皱褶结构，与吞噬颗粒物质有关。,内褶,（,infolding,）是质膜由细胞表面内陷形成的结构，同样具有扩大细胞表面积的作用。这种结构常见于液体和离子交换活动比较旺盛的细胞。,巨噬细胞表面的皱褶,纤毛和鞭毛,纤毛（,cilia,）和鞭毛（,flagella,）是细胞表面伸出的条状运动装置。二者都来源于中心粒，由,9+2,微管构成。有的细胞靠纤毛（如草履虫）或鞭毛（如精子和眼虫）在液体中穿行；如气管和输卵管上皮细胞的表面纤毛，虽然细胞本体不动，纤毛的摆动可推动物质越过细胞表面，进行物质运送。,细菌表面的鞭毛,人气管上皮细胞表面的纤毛,细胞表面的一种特化结构,-,细胞连接,相邻细胞表面形成的各种连接装置,细胞连接（,cell junction),细胞连接,(cell junction,）,定 义：,各种组织中的细胞按一定的排列方式互相接触,相邻细胞表面形成的各种连接装置。,人小肠壁示意图,细胞连接的类型,类 型,结构分类,主要特征,紧密连接,锚定连接,黏合连接,黏合带,黏着斑,桥粒连接,桥粒,半桥粒,通讯连接,间隙连接,化学突触,相邻细胞膜形成封闭链,肌动蛋白纤维参与锚定,细胞与细胞连接,细胞与外基质连接,中间纤维参与锚定,细胞与细胞连接,细胞与外基质连接,由连接子介导细胞通讯,神经突触通讯,封闭连接,上皮细胞、脑微,血管内皮细胞,上皮细胞,上皮细胞基部,心肌细胞、上皮细胞,上皮细胞基部,大多数动物组织细胞,神经元和神经,-,肌细胞间,主要分布,紧密连接,Tight junctions,紧密连接示意图,锚定连接,anchoring junction,上皮组织中的锚定连接,黏合带和黏着斑,桥粒,半桥粒,细胞表面连接子扫描电镜图,间隙连接,(gap junction),connexon,动物组织中普遍存在的一种细胞连接方式,间隙连接的结构组成,相邻细胞间两个连接子对接形成通道,由,6,个连接子蛋白组成,连接子,四次跨膜蛋白，种类多于,20,种,组织细胞特异性：心肌细胞为,Cx43,传导细胞为,Cx40,连接子蛋白,连接子的类型及对接方式,同源连接子：由,6,个相同的连接子蛋白构成,异源连接子：由不同的连接子蛋白构成,加强细胞机械连接,介导细胞之间通讯,间隙连接的功能,代谢偶联：亲水性通道,离子偶联：离子通道,离子,离子,间隙连接介导细胞通讯参与心脏有节律按次序收缩与舒张,例子,间隙连接新功能的发现,神经迁移,间隙连接蛋白的粘附功能,肿瘤细胞转移？,化学突触,chemical synapse,紧密连接,黏合带,桥粒,间隙连接,半桥粒,黏着斑,肌动蛋白纤维,中间纤维,进一步学习的阅读资料,细胞连接专业网站：,http:/,相应的综述文章：,1.Macara,I.G.et al.2006.Closing the GAP between polarity and vesicle transport.,Cell,125:419-421.,2.Maeda S,et al.2009.Structure of the connexin 26 gap junction channel at 3.5 A resolution.,Nature,458(7238):597-602.,3.Kawasaki A,et al.2009.Modulation of connexin 43 in rotenone-induced model of Parkinsons disease.,Neuroscience,160(1):61-68.,4.,Freidin M,et al.2009.Connexin 32 increases the proliferative response of Schwann cells to neuregulin-1(Nrg1).,Proc Natl Acad Sci U S A.,106(9):3567-72,5.Jiang,J.X.&Gu,S.2005.Gap junction-and hemichannel-independent actions of connexins.,Biochim.Biophys.Acta,1711:208-214.,细 胞 粘 附,细胞粘附分子,细胞之间或细胞与细胞外基质之间相互结合,并起粘附作用的跨膜糖蛋白。,如：神经细胞粘附分子,(N-CAM),；肝细胞粘附分子,(L-CAM),。,特点：均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连；,多数要依赖,Ca2+,或,Mg2+,才起作用。,同类分子间结合,异嗜性粘着,通过连接分子粘着,细胞粘附的三种机制,粘附分子的主要类型,钙粘素家族（,Cadherins,）,选择素（,Selectin,）,免疫球蛋白超家族,(Ig-Superfamily,，,IgSF),整合素家族（,Integrins,）,50,多个成员的糖蛋白家族,属同亲性依赖,Ca,2+,的细胞粘连糖蛋白,对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体,组织器官构成具有主要作用,Cadherins,家族,主要包括：,E-Cadherins(epithelial),N-Cadherins(neural),P-Cadherins(placental),Selectin,异亲性依赖于,Ca,2+,能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白,胞外部分具有凝集素样结构域,(lectin-like domain),主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着,主要包括：,P(Platelet),选择素,E(Endothelial),选择素,L(Leukocyte),选择素,Ig-Superfamily,家族,*分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的,CAM,超家族。,*介导同亲性细胞粘着或异亲性细胞粘着,*粘着作用不依赖,Ca,2+,*N-CAMs,在神经组织细胞间粘附中起主要作用。,Integrins,家族,由,和,两个亚基形成的异源二聚体糖蛋白。人体细胞中已发现,24,种,链和,9,种,链，它们相互配合形成不同的二聚体整合素，可与不同的配基结合，从而介导细胞与基质、细胞与细胞之间的粘着。,小 结,细胞表面的结构,细胞膜，细胞外被，膜下溶胶层，细胞连,接和细胞表面的特化结构。,细胞表面的特化结构,微绒毛、褶皱、内褶、纤毛、鞭毛等。,细胞连接,1.,紧密连接,2.,锚定连接,3.,通讯连接,细胞粘附分子,钙粘素家族 选择素 免疫球蛋白超家族 整合素家族,