Các mối nối chặt và ranh giới tế bào

Các mối nối chặt là những mối nối biểu mô nằm ở vị trí đỉnh nhất, tạo thành một lớp bịt kín giống như đai, hợp nhất các lớp ngoài của màng plasma liền kề gần phía trên của biên tế bào bên. Chúng xác định ranh giới giữa bề mặt tế bào đỉnh và đáy bên, đồng thời điều hòa những gì có thể đi qua giữa các tế bào, khiến chúng trở thành cơ sở cấu trúc của các hàng rào biểu mô và nội mô chọn lọc.

Definition

Mối nối chặt (zonula occludens) là một mối nối tế bào bịt kín, trong đó các protein màng tích hợp của các tế bào liền kề tạo thành một mạng lưới liên tục, nối liền các sợi bịt kín, giới hạn sự khuếch tán của các chất tan qua không gian cận tế bào và phân tách miền màng đỉnh khỏi miền màng đáy bên.

Scope

Chủ đề này bao gồm cấu trúc của các mối nối chặt như các mối nối bịt kín, hai chức năng chính của chúng (hàng rào cận tế bào và hàng rào đỉnh-đáy bên), các họ protein chính xây dựng chúng (claudin, occludin và các protein khung zonula occludens), và vai trò của chúng trong việc xác định ranh giới tế bào trong biểu mô và nội mô. Đây là một mục tham khảo và giáo dục, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Key concepts

• Mối nối bịt kín / zonula occludens
• Hàng rào cận tế bào
• Chức năng hàng rào đỉnh-đáy bên
• Claudin
• Occludin
• Các protein khung Zonula occludens (ZO)
• Tính thấm chọn lọc cận tế bào
• Hàng rào máu não và hàng rào máu-mô

Mechanisms

Các mối nối chặt được xây dựng từ các hàng protein xuyên màng—chủ yếu là claudin và occludin—mà các vòng ngoại bào của chúng từ các tế bào lân cận gặp nhau để tạo thành các sợi bịt kín liên tục; các protein khung zonula occludens (ZO) trong bào tương liên kết các sợi này với bộ xương actin. Lớp bịt kín tạo thành thực hiện hai chức năng: chức năng hàng rào hạn chế sự di chuyển của các ion và phân tử qua không gian giữa các tế bào, và chức năng hàng rào ngăn chặn các protein và lipid màng khuếch tán giữa các miền đỉnh và đáy bên, từ đó duy trì tính phân cực của tế bào. Hàng rào này không tuyệt đối mà có tính thấm chọn lọc, và thành phần claudin điều chỉnh các ion đi qua; sự mất đi của các claudin cụ thể, như đã được chứng minh đối với claudin-5 tại hàng rào máu não, làm lỏng lớp bịt kín một cách chọn lọc theo kích thước.

Clinical relevance

Các mối nối chặt là nền tảng cho các đặc tính hàng rào của biểu mô và nội mô, bao gồm hàng rào ruột và hàng rào máu não, vì vậy cấu trúc và sự điều hòa của chúng là trung tâm để hiểu cách các mô phân vùng môi trường của chúng. Mục này mô tả cơ chế để tham khảo; nó không cung cấp các khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị.

History

Các mối nối chặt lần đầu tiên được xác định là yếu tố đỉnh nhất của phức hợp mối nối biểu mô bởi Farquhar và Palade (1963). Kỷ nguyên phân tử bắt đầu khi các protein tích hợp occludin và sau đó là họ claudin được xác định, định hình lại mối nối như một tập hợp protein xác định; các nghiên cứu loại bỏ gen claudin, chẳng hạn như công trình về claudin-5 của Nitta và các đồng nghiệp (2003), sau đó đã liên kết các protein riêng lẻ với các đặc tính hàng rào cụ thể.

Key figures

• Mikio Furuse
• Shoichiro Tsukita
• James Anderson
• Marilyn Farquhar
• George Palade

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• anderson-vanitallie-2009
• furuse-2010

Frequently asked questions

Mối nối chặt có chức năng gì?

Nó bịt kín không gian giữa các tế bào biểu mô hoặc nội mô liền kề để kiểm soát sự đi qua cận tế bào của các phân tử, và nó hoạt động như một hàng rào giữ các thành phần màng đỉnh và đáy bên tách biệt, duy trì tính phân cực của tế bào.

Những protein nào tạo thành mối nối chặt?

Các sợi bịt kín được xây dựng chủ yếu từ claudin và occludin, được liên kết bên trong tế bào với các protein khung zonula occludens (ZO) kết nối mối nối với bộ xương actin.