粘附连接
粘附连接(Adherens Junctions, AJs)是存在于上皮细胞和内皮细胞间的一种关键细胞连接方式。其核心由钙依赖性跨膜蛋白 钙粘蛋白 及其胞内结合蛋白 联蛋白(Catenins)组成。粘附连接不仅通过物理方式将相邻细胞的肌动蛋白(Actin)细胞骨架偶联在一起,维持组织的极性和机械稳定性,还充当着复杂的信号转导中枢。粘附连接的解体是诱导 EMT 的标志性事件,也是 遗传性弥漫型胃癌(HDGC) 和 印戒细胞癌 发生侵袭转移的分子根源。
分子机制:拉链式锁扣与肌动蛋白偶联
粘附连接的组装是一个从跨膜接触到内部骨架锁定的多级协同过程:
- 同型二聚(Homophilic Binding): 相邻细胞的 E-cadherin 分子在 Ca2+ 存在时,通过其胞外域(EC1-EC5)发生相互交叉结合,形成像拉链一样的物理连接。
- 联蛋白复合物组装: E-cadherin 的胞内末端结合 β-catenin,后者招募 α-catenin。α-catenin 作为关键的应力感应器,将整个复合体直接连接到肌动蛋白微丝(F-actin)束上。
- p120-catenin 的稳定作用: p120 联蛋白结合在钙粘蛋白的近膜区,防止其被内吞并降解,确保了粘附连接在细胞膜上的持久性。
- 力学化学转导: 当粘附连接受到外部拉力时,α-catenin 发生构象改变,招募更多的 vinculin( vinculin),从而增强连接强度并启动下游促生存信号。
临床景观:粘附失效与肿瘤演进
| 病理状态 | 粘附连接改变 | 临床表现与意义 |
|---|---|---|
| 弥漫型胃癌 (DGC) | CDH1 突变导致粘附溃散 | 典型表现为 印戒细胞。癌细胞因失去连接而呈孤立分布,沿胃壁广泛浸润,手术切缘极难判定。 |
| 上皮-间质转化 (EMT) | 粘附连接主动拆解,E-cad 丢失 | 肿瘤细胞脱离原发位点并获得迁移能力。伴随 β-catenin 进入细胞核激活转录,驱动远处转移。 |
| 浸润性小叶癌 (ILC) | 16q22 缺失导致 E-cad 失活 | 乳腺癌特异亚型。IHC 检测粘附蛋白缺失是其确诊的分子“金标准”,常表现为线状排列的癌细胞。 |
| 心肌病 | 闰盘内粘附复合物突变 | 导致心肌细胞间力学连接不稳,引发致律失常性右心室心肌病(ARVC)。 |
治疗策略:重建粘附与锁定通路
- 针对 CDH1 缺陷的“合成致死”: 研究发现粘附连接缺失的肿瘤细胞(如 CDH1 突变型)对 ROS 调节剂 或 ROS1 抑制剂 具有超敏感性,相关临床转化正在进行。
- 稳定粘附复合物: 利用小分子药物防止 E-cadherin 的内吞降解,尝试在早期原位癌中“固化”细胞连接,阻止 EMT 的发生。
- Wnt 通路拦截: 当粘附连接解体释放出大量游离 β-catenin 时,联合应用 Wnt 抑制剂可有效阻断其核内转录活性,遏制肿瘤细胞的干性维持。
关键关联概念
- E-cadherin: 粘附连接中最核心的跨膜连接蛋白。
- β-catenin: 连接粘附结构与核内信号的“双重身份”蛋白。
- EMT: 粘附连接解体导致的宏观细胞表型转变。
- 紧密连接 (Tight Junctions): 位于粘附连接上方的封闭屏障。
- 印戒细胞: 粘附连接彻底丧失后的特征性病理形态。
学术参考文献与权威点评
[1] Takeichi M. (1991). Cadherin cell adhesion receptors as a morphogenetic regulator. Science.
[学术点评]:该研究奠定了钙粘蛋白在多细胞生物形态建成中的核心地位,明确了粘附连接作为组织维持基石的作用。
[2] Gumbiner BM. (2005). Regulation of cadherin-mediated adhesion in morphogenesis. Nature Reviews Molecular Cell Biology.
[学术点评]:详述了粘附连接如何受多种生长因子调节,并与细胞骨架动力学高度偶联。
[3] Yap AS, et al. (2018). Adherens Junctions and the Control of Cell Behavior. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology.
[学术点评]:系统总结了粘附连接在力学传导和信号整合中的最新分子模型,为理解肿瘤转移提供了新框架。