紧密连接与细胞边界
紧密连接是上皮连接中最顶端的,形成带状密封,融合相邻质膜的外小叶,靠近侧向细胞边界的顶部。它们定义了顶端和基底外侧细胞表面之间的边界,并调节物质在细胞间的通过,使其成为选择性上皮和内皮屏障的结构基础。
Definition
紧密连接(闭锁小带)是一种闭锁性细胞连接,其中相邻细胞的整合膜蛋白形成连续的、吻合的密封链网络,限制溶质通过旁细胞空间的扩散,并将顶端膜域与基底外侧膜域分开。
Scope
本主题涵盖了紧密连接作为闭锁连接的结构、其两大主要功能(旁细胞屏障和顶端-基底外侧栅栏)、构成它们的主要蛋白质家族(claudins、occludin和zonula occludens支架蛋白),以及它们在定义上皮和内皮细胞边界中的作用。这是一个参考和教育性条目,不提供临床指导。
Key concepts
- 闭锁连接 / 闭锁小带
- 旁细胞屏障
- 顶端-基底外侧栅栏功能
- claudins
- occludin
- 闭锁小带(ZO)支架蛋白
- 选择性旁细胞渗透性
- 血脑和血组织屏障
Mechanisms
紧密连接由跨膜蛋白链构成——主要是claudins和occludin——其来自相邻细胞的细胞外环相遇形成连续的密封链;细胞质中的闭锁小带(ZO)支架蛋白将这些链连接到肌动蛋白细胞骨架。由此产生的密封具有两种功能:一种是屏障功能,限制离子和分子通过细胞间隙的移动;另一种是栅栏功能,阻止膜蛋白和脂质在顶端和基底外侧区域之间扩散,从而维持细胞极性。该屏障并非绝对,而是选择性渗透的,claudin的组成调节哪些离子可以穿过;特定claudins的缺失,如血脑屏障中的claudin-5所示,会以尺寸选择性方式放松密封。
Clinical relevance
紧密连接是上皮和内皮(包括肠道和血脑屏障)屏障特性的基础,因此它们的结构和调节对于理解组织如何划分其环境至关重要。本条目描述了机制以供参考;它不提供诊断或治疗建议。
History
紧密连接最初由Farquhar和Palade(1963)解析为上皮连接复合体中最顶端的元素。分子时代始于整合蛋白occludin和claudin家族的鉴定,将连接重新定义为明确的蛋白质组装体;claudin敲除研究,例如Nitta及其同事(2003)关于claudin-5的工作,随后将单个蛋白质与特定的屏障特性联系起来。
Key figures
- Mikio Furuse
- Shoichiro Tsukita
- James Anderson
- Marilyn Farquhar
- George Palade
Related topics
Seminal works
- farquhar-palade-1963
- anderson-vanitallie-2009
- furuse-2010
Frequently asked questions
- 紧密连接有什么作用?
- 它密封相邻上皮细胞或内皮细胞之间的空间,以控制分子的旁细胞通过,并作为栅栏,使顶端和基底外侧膜组分保持分离,从而维持细胞极性。
- 哪些蛋白质形成紧密连接?
- 密封链主要由claudins和occludin构成,它们在细胞内部与闭锁小带(ZO)支架蛋白相连,后者将连接与肌动蛋白细胞骨架连接起来。