锚定连接

锚定连接

锚定连接是一类由细胞骨架参与，存在于细胞间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接，分布广泛，特别是在那些需要承受机械力的组织中，如上皮、心肌和子宫颈等。细胞质膜并不能将机械压力从一个细胞传递到另一个细胞或胞外基质，而锚定连接由细胞骨架参与，将相邻细胞或细胞与细胞外基质相连接，起到分散和传递作用力、增强组织支持和抵抗机械张力的作用。

根据参与锚定连接的细胞骨架的不同，锚定连接可以分为两种类型。一种是与肌动蛋白丝相连接的锚定连接，称为黏着连接（adhering junction）。黏着连接又可分为两类：细胞与细胞之间的黏着连接，称为黏着带（adhesion belt）；细胞与细胞外基质之间的黏着连接，称为黏着斑（focal adhesion）。另一种是与中间纤维相连的锚定连接，称为桥粒连接（desmosomes connection），也分为两类：细胞与细胞之间的连接，称为桥粒（desmosome）；细胞与细胞外基质之间的连接，称为半桥粒（hemidesmosome）。

锚定连接主要由两大类蛋白构成。一类是细胞内锚定蛋白（intracellular anchoring protein），这类蛋白在细胞质面与特定的细胞骨架成分（肌动蛋白丝或中间纤维）相连，另一侧与跨膜黏着蛋白连接。另一类蛋白称为跨膜黏着蛋白（transmembrane adhesion protein），是一类细胞黏附分子，其胞内部分与胞内锚定蛋白相连，胞外部分与相邻细胞特异的跨膜黏着蛋白或细胞外基质蛋白相连。

黏着连接是由肌动蛋白参与的锚定连接，主要有以下两种类型。

（1）黏着带

黏着带是相邻细胞之间形成的连续带。透射电镜显示，黏着带细胞的质膜间隙为15～30 nm，间隙两侧的质膜通过延伸的跨膜黏着蛋白相互结合。参与形成黏着带的跨膜蛋白是钙黏着蛋白，这是一种钙离子依赖的细胞黏附分子。钙黏附蛋白在质膜中形成同源二聚体，相邻细胞钙黏着蛋白结构形成细胞间横桥连接在一起，胞内区域通过锚定蛋白和肌动蛋白丝连接在一起，使细胞内的微丝束通过锚定蛋白和钙黏着蛋白形成广泛的连接结构，将相邻细胞连在一起。细胞内锚定蛋白包括α、γ联蛋白，黏着斑蛋白，斑珠蛋白和α-辅肌动蛋白等，它们可以形成复杂的多分子复合物并具有锚定肌动蛋白丝的功能。

黏着斑在维持细胞形态和组织器官完整性方面发挥着重要作用，特别是通过为上皮细胞和心肌细胞之间提供强大的结合来抵抗机械张力。此外，在动物胚胎发育过程中，由于微丝的收缩功能，黏着带可使上皮细胞内陷，形成管状或泡状原基，从而对其形态发生起到重要作用。(https://www.daowen.com)

（2）黏着斑

黏着斑位于上皮细胞的基部，是细胞与细胞外基质局部黏附而形成的黏附。参与黏着斑连接的跨膜黏着蛋白是整联蛋白，其细胞外区域与细胞外基质（主要是纤黏连蛋白与胶原）成分连接，细胞内部分通过锚定蛋白与肌动蛋白丝连接，介导细胞与细胞外基质的黏附。黏着斑部位的锚定蛋白包括踝蛋白、α-辅肌动蛋白、细丝蛋白和纽蛋白等。由于整联蛋白是纤黏连蛋白的受体，因此细胞与细胞外基质之间通过整联蛋白的连接是受体与配体之间的识别和整合。

黏着斑在肌肉细胞和肌腱（主要是胶原）之间的连接中很常见。体外培养细胞常通过黏着斑黏附在培养基质上，它的形成和解离对细胞的扩散和迁移至关重要。黏着斑也参与细胞信号转导。整联蛋白的细胞内部分结合蛋白激酶，如黏着斑基酶（FAK），当整联蛋白与细胞外配体结合时，这些激酶会被激活，引起连锁反应，促进细胞生长和增殖相关基因的转录。

桥粒连接是涉及中间纤维的锚定连接，主要分布于受机械力作用的组织中，如皮肤、心肌、食管、膀胱、子宫、阴道等，提供机械支持并维持组织完整。桥粒位于上皮细胞黏着带的下方，是相邻细胞间的一种斑点状的锚定连接结构。电镜下，桥粒连接处相邻细胞质膜之间的间隙为20～30 nm，质膜的胞质侧各有一致密的胞质斑，称为桥粒斑（desmosome plaque），其直径约0.5μm，是由多种胞内锚定蛋白构成的复合物，是中间纤维附着的部位。许多成束的中间纤维伸向桥粒斑，被更细的纤维系牢在胞质斑上，然后折返形成袢状结构，在不同类型细胞中附着的中间纤维也不同。例如，上皮细胞中主要是角蛋白丝，心肌细胞中为结蛋白。桥粒质膜处的穿膜黏着蛋白为桥粒黏蛋白和桥粒胶蛋白，都属于钙黏着蛋白家族，其胞内部分与桥粒斑相连，胞外部分与相邻细胞的穿膜黏着蛋白相连，蛋白间通过Ca2+依赖的黏附机制将相邻细胞连接在一起。相邻细胞的中间纤维通过桥粒斑和穿膜黏着蛋白构成了贯穿整个组织的整体网架，增强了细胞抵抗外界压力与张力的机械强度。

桥粒对维持上皮细胞结构的完整性非常重要。胰蛋白酶、胶原酶、透明质酸酶和Ca2+螯合剂等均可破坏桥粒。有些皮肤病与桥粒结构破坏有关，属于自身免疫性疾病，例如，天疱疮是由于患者体内产生的抗桥粒穿膜黏着蛋白抗体破坏了桥粒结构，导致上皮桥粒连接丧失，组织液通过细胞间隙进入皮肤，引起严重的皮肤水疱，如果不及时治疗，病人可能会有生命危险。

半桥粒是上皮细胞基面与基膜之间的连接结构，由于它的结构只涉及一半的桥粒而得名。半桥粒与桥粒的形态类似，但在功能和化学组成上有所不同。半桥粒的胞质斑是细胞内被称为网蛋白的胞内锚定蛋白，可以与细胞内的中间纤维相连。半桥粒处的穿膜黏着蛋白一个是整联蛋白（α6β4），另一个是穿膜蛋白BP180，它们通过一种特殊的层黏连蛋白附着在基膜上，从而将细胞连接在基膜上。整联蛋白还可将信号从细胞外基质传递到细胞内，影响上皮细胞的形状和活性。

半桥粒的主要功能是将上皮细胞与其下面的基膜结合，防止机械力将上皮细胞与下层组织分离。例如，大疱性类天疱疮是一种自身免疫性疾病，该病患者体内产生的抗体会破坏半桥粒，使表皮基底层细胞脱离基膜，组织液渗入表皮下间隙，导致严重的表皮下水疱。层黏连蛋白和整合素基因突变会引发大疱性表皮松解症，症状类似大疱性类天疱疮。