基底膜和细胞连接

上皮组织依赖于两个结构系统：其下方的基底膜以及细胞之间和下方的细胞连接。基底膜是细胞外基质的薄层，将上皮组织锚定到下方的结缔组织，并充当选择性过滤器和信号平台。细胞连接将相邻细胞密封在一起，机械性地连接它们，将它们连接到基底膜，并允许直接通信，共同将单个细胞转变为一个连贯的、有极性的屏障。

Definition

基底膜是一种特化的细胞外基质薄层（层粘连蛋白、IV型胶原、巢蛋白、珠蛋白聚糖），它分隔并锚定上皮组织与结缔组织，而细胞连接是密封、黏附、锚定以及电化学耦合相邻上皮细胞的膜结构。

Scope

本主题涵盖基底膜（基底层）的组成和作用，以及主要的上皮细胞连接：紧密连接（闭锁连接）、黏着连接、桥粒、缝隙连接，以及将细胞锚定到基底膜的半桥粒和黏着斑。本内容将其视为细胞生物学和组织学参考材料，而非临床指导。

Core questions

• 基底膜由什么组成，除了机械支持之外它还有什么作用？
• 上皮细胞连接的主要类型有哪些，它们的作用有何不同？
• 紧密连接如何形成屏障并定义顶端-基底极性？
• 上皮细胞如何锚定到基底膜？

Key concepts

• 基底膜/基底层
• IV型胶原、层粘连蛋白、巢蛋白、珠蛋白聚糖
• 紧密连接（闭锁连接）和旁细胞通透性
• 黏着连接和钙粘蛋白
• 桥粒和中间丝
• 缝隙连接和细胞间通讯
• 半桥粒和黏着斑（整合素介导的锚定）
• 顶端连接复合体

Mechanisms

Farquhar和Palade（1963）描述了顶端连接复合体，其中紧密连接、黏着连接和桥粒按顺序排列在顶端表面下方。由密蛋白和闭合蛋白形成的紧密连接融合相邻膜，以限制旁细胞渗漏，并将顶端膜域与基底外侧膜域隔开，从而建立极性（Anderson和Van Itallie，2009）。黏着连接利用与肌动蛋白细胞骨架连接的钙粘蛋白将细胞连接在一起并协调细胞层（Meng和Takeichi，2009），而桥粒将细胞连接到中间丝以提供机械强度，缝隙连接允许直接的离子和小分子交换。在基底部，半桥粒和基于整合素的黏着斑将细胞锚定到基底膜，基底膜的层粘连蛋白和IV型胶原网络也将机械和信号线索传递到细胞中（Yurchenco，2011；Sun et al.，2016）。

Clinical relevance

连接或基底膜组分的缺陷是几种遗传性和获得性疾病的基础，并影响上皮肿瘤的侵袭方式，因为侵袭涉及突破基底膜。这些联系被总结为理解上皮病理学的背景，并非旨在提供诊断或治疗指导。

Evidence & guidelines

基底膜和上皮连接的结构和作用已通过电子显微镜和分子细胞生物学得到充分表征，此处的内容来源于原始文献和综述文献（Farquhar和Palade，1963；Yurchenco，2011；Anderson和Van Itallie，2009；Meng和Takeichi，2009；Sun et al.，2016）。

History

20世纪60年代初的电子显微镜揭示了上皮细胞有序的连接复合体（Farquhar和Palade，1963），将细胞黏附的研究从光学显微镜描述转向超微结构。随后的几十年确定了所涉及的分子——密蛋白、钙粘蛋白、连接蛋白、整合素、层粘连蛋白和IV型胶原——并将基底膜重新定义为不仅仅是支架，而是一个信号表面。

Key figures

• Marilyn Farquhar
• George Palade
• Peter Yurchenco
• Masatoshi Takeichi
• James Anderson

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• yurchenco-2011
• meng-takeichi-2009

Frequently asked questions

基底层和基底膜有什么区别？

在标准用法中，基底层是上皮下方通过电子显微镜可见的薄基质层，而基底膜是更广泛的术语（常用于光学显微镜下所见），它包括基底层以及下方结缔组织的相关网状纤维。

哪种连接可以防止物质在上皮细胞之间渗漏？

紧密连接（闭锁连接）密封相邻细胞之间的空间，限制旁细胞运动，并有助于分隔定义上皮极性的顶端和基底外侧膜域。