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1、概述 本世纪初，wilson在利用海绵细胞作混合、分离实验时，发现细胞有选择识别适当邻居的现象。之后证实这种细胞间的识别和粘附受控于细胞表面的糖蛋白，即细胞粘附分子（cell adhension molecule，CAM）细胞粘附分子是是一大类膜蛋白，介导细胞之间以及细胞与细胞外基质以及某些血浆蛋白间的识别与结合，并在细胞的增殖、分化、移行增殖、分化、移行；细胞的信号转信号转导；免疫调节；炎症反应；血栓形成；损伤修复；病导；免疫调节；炎症反应；血栓形成；损伤修复；病毒和原虫感染；肿瘤转移毒和原虫感染；肿瘤转移等生理和病理生理过程中发挥重要作用。第1页/共97页细胞粘附分子 介导的细胞与细胞以及
2、细胞与基质的粘附反应第2页/共97页第3页/共97页一粘附分子的结构、分类 绝大多数粘附分子是存在于膜上的整合糖蛋白，由较长的细胞外区细胞外区、跨膜区跨膜区和较短的细胞内区细胞内区组成。配体（配体（胞外区）粘附分子（）粘附分子（胞内区）ABP细胞骨细胞骨架架 根据编码基因及产物的结构功能特点通常分为5大家族 钙粘素（cadherin）家族；整合素(integrin)家族；选择素(selectin)家族；免疫球蛋白超家族；CD44家族。另外还有一些尚未归类的粘附分子。第4页/共97页细胞粘附分子家族结构示意图第5页/共97页sCAM 粘附分子还能以溶解或循环形式存在于血清和其他体液中，被称为可溶
3、性粘附分子（sCAM）。他们是粘附分子细胞外区脱落形成，与炎症、肿瘤转移等有关，由于他们易于检测，故有较大临床价值。能与膜型相应的粘附分子竞争结合配体，抑制由膜型黏附分子介导的相应反应（如内皮细胞与白细胞的粘附）第6页/共97页细胞粘附分子的配体1）细胞外基质：ECM成分是一些粘附分子的重要配体，如透明质酸是CD44家族的配体；胶原，纤维结合素，纤连蛋白、层粘连蛋白等是整合素家族的配体。ECM分子中含有典型的三肽序列Arg-Gly-Asp，简称RGD序列。含有RGD序列的合成肽可抑制整合素与细胞外基质的结合，从而阻断由整合素介导的血小板聚集、感染、炎症、肿瘤转移等过程。2）同种或者异种粘附分子
4、的胞外区第7页/共97页3）细胞表面的寡糖4）血浆中的可溶性蛋白：纤维蛋白原表面有多个RGD序列，可作为连接分子介导血小板之间的粘附反应。另外细胞表面的CAM通过与一个可溶性的多价分子结合介导细胞之间的粘附，是细胞间粘附的又一方式。5）细菌、病毒等：HIV（RGD）；鼻病毒，疟原虫（通过气道上皮和红细胞表面ICAM-1）。第8页/共97页第9页/共97页细胞粘附分子与细胞骨架的联系及信号转导 已证明多种粘附分子的胞内区通过肌动蛋白结合蛋白（actin binding protein，ABP）与肌动蛋白组成的细肌丝相连。这种结合不仅加强了粘附的力度，还参与细胞的信号转导。已知多种信号转导蛋白，如
5、酪氨酸蛋白激酶（PTK）、酪氨酸蛋白磷酸酶（PTP）等通过对粘附分子胞内区和与其结合的ABP可逆磷酸化反应，调节肌动蛋白依赖的多种细胞功能（粘附、变形和运动）第10页/共97页细胞粘附分子的调节 粘附分子在胚胎发育期、免疫炎症反应以及肿瘤转移过程中有严格的时相性表达，受到胞外信号，包括激素、生长因子、细胞因子和炎症介质等因素的调节。这些胞外信号与细胞表面的受体结合后能激活多条信号转导通路，在这些通路中激活的PTK等可使粘附分子胞内区磷酸化进而激活多条胞内信号转导途径，导致细胞骨架重组，造成细胞形态的变化以及细胞的增生、分化、凋亡等改变。第11页/共97页二、重要粘附分子的结构与功能第12页/共
6、97页（一）钙粘素家族（cadherin）：钙依赖的细胞粘附分子家族 一类依赖Ca2+的跨膜单链糖蛋白，在Ca2+存在条件下，通过同种亲和性结合介导同源细胞间的粘附，参与构建细胞间的粘合连接（adherence junction）。（桥粒、粘着带，配体为它本身）对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用。不同细胞及其发育的不同阶段，其表面的cadherin的种类与数量均有所不同。第13页/共97页1.结构、分类 不同cadherin体内分布和抗原性不同，但分子结构相似，胞外区有5个CAD重复序列，其4个Ca2+结合部位均含有His-Ala-Val（HAV）三肽序列，
7、胞内区通过连环蛋白与细胞骨架中的肌动蛋白丝相连。目前已发现几十种cadherin，多以所在组织的第一个字母命名：上皮-钙粘素（E-cadherin）；胎盘-钙粘素(P-cadherin)；神经-钙粘素（N-cadherin）等。第14页/共97页第15页/共97页第16页/共97页第17页/共97页2.功能1）表达同种钙粘素的细胞之间的特异性识别对胚胎发育和维持组织结构的完整性和极性具有重要意义。将 小 鼠 E-、N-、P-cadherin的 cDNA分 别 转 染 到 不 表 达cadherin的细胞中去，然后混合培养，则表达同种cadherin的细胞彼此粘附，而表达不同种cadherin的
8、细胞则不能形成集落。第18页/共97页2）胞外区为CAD重复序列，胞内高度保守，通过连接蛋白与细胞骨架成分相连，稳固细胞间的粘附。3）钙粘素表达异常与肿瘤转移关系密切，钙粘素为肿 瘤抑制因子。（多种具有侵袭转移性的上皮细胞癌中E-cadherin表达减少或者有结构异常，基因转染实验也证实钙粘素可限制或者逆转肿瘤的转移行为）第19页/共97页（二）整合素（integrins）Integrin 是由和亚基以非共价键结合形成的异二聚体，与配基结合依赖二价阳离子，它们介导细胞与细胞及细胞与ECM之间的粘附反应。一 种 Integrin可 以 结 合 多 种 配 体，而 一 种 配 体 也 可 以 结
9、合 多 种Integrin。16种亚基和8种亚基，相互结合组成20多种Integrins。分三个主要的亚族，其中每个亚族为一共同的亚基和一组特定的亚基组成。第20页/共97页1 subgroup(very late antigen)StructureStructureNameNameLigandLigandDistributionDistribution 1 1 1 1VLA-1 VLA-1(CD49a/CD29)(CD49a/CD29)LM,COLLM,COLActivatedActivated Lymphocyte Lymphocyte LeukocyteLeukocyteEpitheli
10、um Epithelium FibroblastFibroblastPlateletPlatelet 2 2 1 1VLA-2(GPVLA-2(GPa a/a a)(CD49b/CD29)(CD49b/CD29)COL,LMCOL,LM 3 3 1 1VLA-3 VLA-3(CD49c/CD29)(CD49c/CD29)FN,LM,COLFN,LM,COL 4 4 1 1VLA-4 VLA-4(CD49d/CD29)(CD49d/CD29)FN,FN,VCAM-1VCAM-1 5 5 1 1VLA-5(GPVLA-5(GPc c/a a)(CD49e/CD29)(CD49e/CD29)FNFN
11、 6 6 1 1VLA-6 VLA-6(CD49f/CD29)(CD49f/CD29)LMLM 7 7 1 1LMLM 8 8 1 1 V V 1 1FNFNAdhsion of cells with matrixHoming of lymphocyteAdhesion of leukocyte with EC 第21页/共97页2 subgroupStructureStructureNameNameLigandsLigandsDistributionDistribution L L 2 2LFA-1 LFA-1(CD11a/CD18)(CD11a/CD18)ICAM-1,2,3ICAM-1,
12、2,3 All Leukocytes All Leukocytes MM 2 2Mac-1Mac-1(CD11b/CD18)(CD11b/CD18)IC3b,FBIC3b,FBLPS,ICAM-1LPS,ICAM-1MonocytesMonocytesNeutrophil Neutrophil x x 2 2GP150/95GP150/95(CD11c/CD18)(CD11c/CD18)iC3b,FBiC3b,FBMonocytesMonocytesNeutrophilNeutrophil2 gene mutation:Leukocyte adhesion deficiency syndrom
13、e第22页/共97页3 subgroupStructureStructureNameNameLigandsLigandsDistributionDistribution b b 3 3GPGPb b/a a (CD41/CD61)(CD41/CD61)FB,FN,VN vWF,FB,FN,VN vWF,TSPTSPPlateletPlatelet v v 3 3VNR VNR(CD51/CD61)(CD51/CD61)VN,FBVN,FBvWF,TSPvWF,TSP第23页/共97页1.整合素的活化 生长因子、细胞因子等胞外信号启动的细胞信号转导通路，能激活细胞内酪氨酸蛋白激酶，使整合素胞内区
14、的酪氨酸残基磷酸化，促进其与细胞内骨架蛋白的连接，导致整合素的聚集，从而提高整合素与配体结合的亲和力，增强其粘附力，该过程被称之为整合素的活化。第24页/共97页2.整合素的各亚族的功能（1）1亚族：VLA（very late antigen)亚族：是淋巴细胞受到丝裂原刺激24W后表达的新抗原。主要介导细胞与细胞外基质成分的结合（细胞外基质的受体）；参与细胞间的粘附，介导淋巴细胞的归巢以及白细胞与活化内皮细胞的粘附反应。第25页/共97页（2）2亚族也称白细胞粘附分子(LEU-CAM)由3种白细胞表面的粘附分子组成：淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)：参与白细胞之间及白细胞与内皮细胞之间的
15、粘附 巨噬细胞分化抗原-1(Mac-1)：主要存在于中性粒细胞和单核细胞，有多种配体。现已发现它除介导白细胞与内皮细胞、上皮细胞粘附外，还与巨噬细胞与大肠杆菌等病原菌的结合有关 糖蛋白150/95(GP150/95)：主要存在于组织中的巨噬细胞膜上，血中的单核细胞和某些激活的淋巴细胞也可表达少GP150/95，GPl50/95可能还参与细胞毒T细胞与靶细胞的粘附。第26页/共97页（3）3亚族 又称细胞粘附素，可与纤维蛋白原、纤连蛋白、血小板反应蛋白和von Willebrand Factor等结合，介导血小板的聚集和血小板与基底膜的粘附，参与血栓形成。血小板GPIIb/IIIa的表达量减少和
16、结构异常可致血小板功能不全症，又称Granzamann血小板无力症。这是一种少见的具有出血倾向的常染色体隐性遗传病。在动脉粥样硬化的基础上，由GPIIb/IIIa介导的血小板的聚集可导致血栓形成，造成心脑血管的梗死。第27页/共97页3.Integrin的配体及介导的信号转导 Integrin的配体可分为两大类：一类是ECM成分，integrin一般通过特定序列识别（如RGD）;另一类是免疫球蛋白家族如ICAM、VCAM。integrin与配体的结合是一个依赖二价阳离子的过程，一些intergrin只是在特定的时间、部位、条件下被激活，活化的integrin才能与配体结合并转导不同的信号。第2
17、8页/共97页 粘附斑：ECM与整合素结合后，在整合素细胞内区有序聚积的多种蛋白，如ABP，骨架蛋白以及多种信号转导蛋白组成的复合物，通过integrin把ECM和细胞骨架蛋白偶联起来。粘附斑在细胞与ECM的粘附和细胞的运动游走中发挥作用。整 合 素 与 基 质 的 结 合 粘 附 斑（focal adhesion,FA）的 组 装FAK（focal adhesion kinase）活化启动多条信号转导通路。细胞外基质整合素细胞骨架组成的关键调节轴。第29页/共97页由整合素介导的粘附斑的结构第30页/共97页第31页/共97页（三）免疫球蛋白超家族的粘附分子 一类存在于细胞表面，与免疫球蛋白
18、结构相似的跨膜蛋白质，多数介导非钙依赖性同种和异种细胞之间的粘附反应。分子结构含有免疫球蛋白样区域，即沿着肽链每6080个氨基残基出现一个链内二硫环，每个环内大约110个氨基酸残基，呈反平行片层折叠，中心通过半胱氨酸形成二硫键加以稳定，成为一种钢性结构，使得肽链多处糖基化后也不致引起分子结构的变形。第32页/共97页第33页/共97页1.分类 细胞间粘附分子（ICAM-1,2,3）；血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)；神经细胞粘附分子（NCAM）；血小板内皮细胞粘附分子-1（PECAM）等。癌胚抗原(CEA)亦为该家族的粘附分子，它是结肠粘膜细胞表面的糖蛋白，介导非钙依赖性结肠癌细胞之间或细
19、胞与细胞外基质胶原间的粘附反应。血清CEA升高往往预示肿瘤的复发和转移。第34页/共97页2.功能 表达于血管内皮细胞、免疫细胞和神经系统，在组织发生，免疫调节和炎症反应中具有重要作用。ICAM-1：正常表达于内皮细胞，但在内皮细胞活化（细胞因子，内毒素）时可以显著上调。ICAM-2：组成型表达，不受内皮活化的影响；结合力低。ICAM-3:只表达在血细胞第35页/共97页VCAM-1：血管细胞粘附分子，又称诱导性细胞粘附分 子(inducible(inducible cell cell adhesion adhesion molecule,molecule,INCAM)INCAM)，在IL-1
20、IL-1、TNF-TNF-等细胞因子活化的血管内皮细胞上表达，最近命名为CD106CD106，VCAM-1VCAM-1的配体是分布在白细胞表面的VLA-4VLA-4分子PECAM-1：组成型表达于血小板、白细胞和内皮细胞上，介导血小板、白细胞和内皮的粘附（同型分子结合），介导穿内皮间隙和基底膜。细胞因子不会使其表达明显增高，可以重分布于内皮内皮接触处。第36页/共97页（四）选择素家族：又称凝集素样细胞粘附分子，胞外区结构相似，为凝集素样区、表皮生长因子样区和数个补体结合区。（凝集素样区结合和识别配体；EGF区协同；配体为细胞膜上的寡糖Lex和Les）主要参与白细胞与血管内皮细胞的识别和粘着。
21、第37页/共97页 迄今为止发现的 selectin 分子的配体都是具有唾液酸化的路易斯寡糖(Sialyl-Lewis)或类似结构的分子。与蛋白质分子抗原不同，直接决定细胞表面某种寡糖表达的因素是与某些特定的糖基转移酶或碳水化合物修饰酶的作用有关，这些酶的作用可能与细胞的生长与代谢状态有着密切的关联。一种寡糖基团可以存在于多种糖蛋白或糖脂分子上,并分布于多种细胞表面,因此selectin分子的配体在体内的分布较为广泛。白细胞、血管内皮细胞、某些肿瘤细胞表面及血清中某些糖蛋白分子上都存在有selectin分子识别的碳水化合物基团。第38页/共97页Lectin第39页/共97页1.L-选择素 在
22、所有各型白细胞表面表达，能与内皮细胞表面的配体呈快速、低亲和力的结合。（白细胞活化后，其细胞外区即脱落，使白细胞失去和内皮细胞粘附的能力；但这种作用为下一阶段的稳定粘附创造了条件）。所以白细胞与血管内皮的粘附表现为滚动而不是稳定的粘附，LAD-2：II型白细胞粘附缺陷综合征（缺乏其特异性配体，导致白细胞粘附和游出障碍，对感染的抵抗力降低）。第40页/共97页2.E-选择素 主要位于毛细血管、后微静脉的内皮细胞膜，它们在未激活的内皮细胞不表达，当内皮细胞受到内毒素及炎性细胞因子作用后1小时内表达即开始增加，4-6小时达到高峰，24小时后下降，因此 它在炎症部位的血管内皮细胞与中性粒细胞粘附中发挥
23、重要作用，此外，在肿瘤的血路转移中，它还介导肿瘤细胞与内皮细胞的粘附。第41页/共97页3.P-选择素 集中在血小板的颗粒和小静脉、微静脉内皮细胞weible-palade小体的膜内面。诱导表达后，介导血小板或者内皮细胞与中性粒细胞和单核细胞的粘附，参与凝血、血栓形成和炎症反应。第42页/共97页（五）CD44家族 高度异质性的跨膜单链糖蛋白，在血细胞、内皮细胞、上皮细胞、软骨细胞、纤维母细胞以及多种肿瘤细胞上表达。标准型CD44主要表达于血细胞。功能：CD44是多种细胞外基质成分的受体，能介导细胞与基质（透明质酸，硫酸软骨素，纤维连接蛋白）的粘附，调节细胞增殖和移动，参与淋巴细胞的分化发育、
24、活化和成熟；与肿瘤的增殖、转移关系密切。参与淋巴细胞归位到淋巴组织（淋巴细胞归巢受体）第43页/共97页实验证明CD44能在转移性肿瘤细胞上表达。如在人结直肠肿瘤的浸润癌及转移灶中发现了一种CD44突变型，而针对这种CD44分子的单抗可以抑制癌细胞株向淋巴结转移和在肺转移灶中生长。还有实验表明，CD44的表达量与肿瘤的转移能力也有关。如英国一实验室从黑色瘤细胞中克隆到几株CD44表达水平不同的细胞，其中有两种细胞的表达水平相差近10倍。将这两种细胞静脉接种后发现，高表CD44细胞的肺转移能力明显高于低表达者，并且前者具有更快的细胞迁移力。已发现多种肿瘤细胞CD44的表达量明显增加。第44页/共
25、97页三、粘附分子的生理和病理生理第45页/共97页（一）在生长发育中的作用 钙依赖性粘附素、免疫球蛋白家族和整合素家族的粘附分子以及细胞外基质在细胞的生长、分化和组织构建中具有极为重要的作用。CAM可与多种生长调控因子协同作用，共同参与对细胞生长分化的调节。已知多种类型的正常细胞的生长具有停泊依赖性，当这种粘附被阻断时，细胞便停止生长，甚至发生凋亡。体外培养的实验也显示，传代后贴壁生长的细胞必须贴壁后才能生长，表明由粘附分子介导的细胞粘附作用是细胞对生长刺激因子反应的必要条件。第46页/共97页 研究发现，在胚胎早期，一特定细胞群所表达的钙粘素类型随细胞的分化而发生着动态变化。当子细胞群从祖
26、细胞层中分离、分化出来时原先表达的钙粘素类型被丢失了，而开始表达一种新的钙粘素。后者介导了细胞群细胞间的粘附和作用。例如，在外胚层中最早表达的是E钙粘素，然而当位于下面的中胚层诱导背侧外胚层形成神经组织时，被诱导组织中E钙粘素的表达便消失，而在神经板中开始表达N钙粘素。第47页/共97页 已证明粘附分子如整合素与作为配体的细胞外基质结合后，可通过激活FAK启动多条信号转导通路，导致细胞的增殖。个体发育成熟后，粘附反应有维持上皮细胞的极性和组织形态结构的作用。细胞粘附分子与基质配体的结合还可改变基质中胶原蛋白、纤连蛋白和层粘连蛋白筹纤维状分子的排列，促进细胞的固着和组织器官的形成。第48页/共9
27、7页（二）参与免疫反应的调节 粘附分子在免疫反应过程中发挥重要作用。已知抗原特异的T细胞的激活是免疫反应的开始，其激活过程需要两个刺激信号：一是T细胞接受抗原刺激所产生的信号，即由抗原提呈细胞(APC)摄取并分解抗原形成抗原肽，然后将后者与II类主要组织相容性抗原(MHC-II)分别在高尔基体和内吞小体 内结合，并以抗原肽-MHCII复合物的形式被运送装配到膜上，T细胞表面的抗原受体(TCR)-CD3复合物识别APC上的抗原肽-MHCII复合物并与其结合所产生的信号为第一信号，该信号决定免疫反应的特异性;第49页/共97页 二是共刺激信号，也称第二信号，由APC、T细胞表面的相互对应的粘附分子
28、以及细胞因子与其受体结合所提供。第二信号是非抗原特异性的，但没有第二信号的协同，T细胞与抗原的结合将导致无反应或耐受。激活的T细胞表达的粘附分子可与B细胞表面的作为配体的相应粘附分子结合，这种T-B细胞间的相互作用和由此引发的信号转导，可促进B细胞的增殖与分化。第50页/共97页第51页/共97页第52页/共97页 粘附分子还参与淋巴细胞的归巢和再循环。淋巴细胞定居于外周淋巴器官或组织后，通过血液和淋巴的再循环回归到原来的淋巴组织，称为归巢。淋巴细胞的归巢和再循环对于它捕捉抗原和执行免疫监视功能具有重要意义。粘附分子VLA-4、VCAM-l以及CD44等介导淋巴细胞的活化、成熟和归巢。这种由归
29、巢受体（如L-选择素）介导的淋巴细胞再循环是机体提高特异性免疫系统工作效率的重要机制之一。第53页/共97页（三）在感染、炎症和组织损伤修复中的 作用1.病原体的感染病原体的感染 已证实一些粘附分子可介导某些细菌、病毒和原虫的感染，如某些细菌、病毒存在类似细胞外基质中的RGD结构，如艾滋病病毒、口蹄疫病毒等，因此，整合素可能介导这些细菌、病毒入侵哺乳动物细胞。而存在于气道上皮和红细胞表面的免疫球蛋白超家族的ICAM-l能分别作为感冒时大部分人类鼻病毒的受体以及疟原虫感染红细胞的受体。第54页/共97页2.粘附分子参与的炎症反应过程 细胞粘附分子在急慢性炎症性疾病的形成中发挥重要作用。在静息状态
30、下，白细胞和内皮细胞粘附的粘附分子表达量低。在炎症介质的作用下，白细胞和内皮细胞的粘附分子表达增多。不同的粘附分子表达具有不同的时相性。两种细胞上的粘附分子分别作为配体和受体介导白细胞和内皮细胞之间的粘附反应。白细胞向炎性部位的浸润经历了以下儿个阶段第55页/共97页第56页/共97页滚动阶段 中性粒细胞在炎症局部炎性细胞因子和炎症介质的作用下内皮细胞也被激活，内皮细胞胞浆小体(Weible-Palade小体)膜内侧的P-选择素迅速转移到质膜上来，与白细胞表面的寡糖配体结合，起捕获白细胞的作用;同时，白细胞也可借其表面的L-选择素与内皮细胞表面的寡糖结合，L-选择素在白细胞粘附中起“锚”的作用
31、，它随着白细胞的透过而随即脱落。这样就发生了白细胞沿着血管内皮细胞表面的滚动(rolling)现象，这是白细胞粘附的第一步。第57页/共97页细胞的激活阶段 在炎症因子作用2小时时，内皮细胞表面的ICAM-l增加约30倍，E选择素增加约l00倍。其中E-选择素在4-6小时达到高峰，24小时回到原来水平，而ICAM-l的增高在12-24小时达到高峰，可持续72小时。此外内皮细胞还能合成释放趋化因子。白细胞被激活后膜表面的整合素家族粘附分子LFA-l和VAL-4也增多，白细胞活化导致的细胞信号转导以及整合素与配体结合所致的整合素的聚集和它们与细胞内的骨架蛋白结合，都使整合素构象变化并因此而活化，使
32、其与配体结合的亲和力增高。第58页/共97页粘附阶段 这一时期激活的白细胞与内皮细胞依赖于表面粘附分子对的结合(LFA-lICAM-l，2，3、VLA4VCAM-l)发生牢固粘附(sticking)。第59页/共97页CAMs in InflammationActivation and Firm AdhesionMac-1LFA-1VCAM-1ICAM-1,2,3LeukocyteECVLA-4sLex,aE-selectin第60页/共97页穿血管游走阶段 粘附阶段之后，随着白细胞表面L选择素脱落消失，白细胞与内皮细胞的粘附作用减弱，白细胞的活化使钙内流导致细胞内钙浓度增高，白细胞内的骨架蛋
33、白发生收缩，在炎症灶炎症细胞因子和趋化因子如IL-8以及具有趋化作用的菌体成分、补体C5a、白三烯、血小板活化因子(PAF)等的作用下，白细胞随着血液渗出穿过血管内皮细胞定向转移到炎症灶中。第61页/共97页CAMs in InflammationTransmigrationCD99CD99LeukocyteECPECAMPECAML-selectinsLexSheddingContraction ofskeleton第62页/共97页第63页/共97页3.白细胞粘附缺陷综合征(leukcyte adhension deficiency，LAD)LAD是一种白细胞粘附分子质和量异常引起的遗传病
34、。患者白细胞的粘附、趋化游走、吞噬及释放功能均发生障碍，末梢血白细胞数异常增高;但炎症灶中无中性粒细胞浸润，重症者常因严重的反复发作性的细菌和真菌感染而在2岁前死亡。LAD分为两型:第64页/共97页I型为常染色体隐性遗传病，主要是整合素表达量或结构异常，粘附分子介导的中性粒细胞及某些淋巴细胞的功能降低。II型临床表现与l型相似，但呈特殊容貌，重症者小头、智力低下、身材矮小和肌张力降低。该型是选择素的配体sLex和sLes缺失，从而导致选择素介导的白细胞的功能降低。目前LAD的主要治疗手段是骨髓移植和基因治疗。第65页/共97页4.在组织损伤修复中的作用 组织损伤引起的炎症反应便损伤部位的血管
35、内皮细胞和白细胞被激活，细胞表面的粘附分子表达增多，白细胞与内皮细胞的粘附加强，通过趋化游走，进入损伤部位，清除病菌和坏死组织细胞，以利于组织的再生修复。此外，浸润的单核-巨噬细胞也可释放PDGF、TGF等生长因子。与血小板相比，巨噬细胞释放生长因子持续的时间较长，在损伤从炎症向修复的过渡中起着重要作用。第66页/共97页(四)在肿瘤转移中的作用 肿瘤的侵袭转移是一种高度选择性的非随机的过程，其间涉及肿瘤细胞之间及肿瘤细胞与宿主组织之间一系列复杂的相互作用，肿瘤细胞要突破宿主细胞和间质屏障，获得侵袭转移能力，其自身必然发生一系列相应的生化特性的改变。目前已知肿瘤转移是个复杂的多步骤的连续过程，
36、整个过程有多种基因产物参与，如多种细胞粘附分子、基质分解酶、细胞运动因子、血管新生因子、生长因子等。它们在肿瘤转移中发挥重要作用。肿瘤转移包括以下步骤:解除粘附粘附增强第67页/共97页1.肿瘤细胞从原位释放 肿瘤细胞转移的第一步是从原位脱离，这与其细胞表面的Cadherin表达减少，细胞之间的粘附性下降有关。已发现多种具有侵袭转移性的上皮细胞癌，如胃癌、大肠癌、食管癌、乳腺癌等E-cadherin表达减少或有该粘附分子的结构异常。基因转染实验也证实了E-cadherin可限制或逆转肿瘤侵袭行为。第68页/共97页第69页/共97页2.肿瘤细胞穿过基底膜及ECM进人血液系统 肿瘤细胞脱离原发灶
37、后，在CAM的介导下与基底膜及ECM粘附，释放蛋白酶降解ECM，破坏脉管基底膜进入血循环，这一过程与肿瘤在易位器官与血管内皮细胞粘附后穿过血管进入周围组织相似，第70页/共97页3.血循环中肿瘤细胞的移动 肿瘤细胞进人血循环后，多数将死亡。这是由于肿瘤细胞的变形能力不如血细胞强，在毛细血管内血压差及毛细血管外组织压力的作用下，破裂而死亡。此外，血中的肿瘤细胞可通过粘附分子与淋巴细胞、单核巨噬细胞等粘附，使其容易被宿主的免疫细胞所清除。第71页/共97页 有研究表明肿瘤细胞ICAM-l的表达减少，血中可溶性ICAM-l升高(起封闭LFA-l的作用，使淋巴细胞和自然杀伤细胞识别癌细胞的能力降低)、
38、血中肿瘤细胞自身粘附或与纤维蛋白沉积物结合形成瘤血栓，或通过Integrin的介导与血小板粘附，都能促进肿瘤血运转移的形成。第72页/共97页4.肿瘤细胞与易位器官血管内皮细胞的选择性粘附 转移性肿瘤细胞在易位器官穿过血管壁的第一步是肿瘤细胞与内皮细胞的特异性粘附，目前认为这是器官特异性转移的关键步骤。现已明确，肿瘤细胞与内皮细胞的粘附主要是内皮细胞表面的粘附分子与它们的配体相互作用的结果。第73页/共97页 肿瘤细胞转移的器官特异性与不同器官的血管内皮细胞选择性表达粘附分子有关，如VCAM-l在肺血管内皮细胞上表达非常丰富，所以表达VLA-4的皮肤黑色素瘤和一些淋巴瘤易转移至肺，而EMM-l
39、主要分布在肝内血管内皮上，因此表达sLx寡糖的胃鼠 结肠癌等易转移至肝。第74页/共97页5.肿瘤细胞穿过血管基底膜进入转移组织 肿瘤细胞与血管内皮细胞粘附通常引起内皮收缩或损伤暴露内皮下基底膜;另外，肿瘤细胞也可直接穿过内皮细胞。内皮下基底膜的完整性构成肿瘤细胞侵袭转移的重要屏障，对于肿瘤细胞在原发部位浸润入血及在易位器官穿过血管壁进入周围组织起限速作用。肿瘤细胞在转移时先与基底膜成分粘附，然后分泌特定的酶降解基底膜和细胞外基质，再经细胞移动穿过血管壁进入易位组织。内皮下基底膜成分如FN、LN、胶原、透明质酸等还可调节细胞的移动。第75页/共97页第76页/共97页第77页/共97页 实验表
40、明，多种高转移性的恶性肿瘤细胞能高表达作为ECM（LN、FN和透明质酸）受体的Integrins和CD44。肿瘤细胞与内皮下基底膜的ECM粘附后，基质中的成分如LN和FN片段以及体内的细胞因子、生长因子等可诱导肿瘤细胞产生蛋白酶。最后，在易位器官进入周围组织的肿瘤细胞通过细胞生长、分裂、瘤组织内血管生成等形成转移灶。第78页/共97页 发现多种浸润性肿瘤细胞膜上的尿激酶型纤溶酶原(uPA)受体表达增多，而且表达主要集中在细胞的趋化方向上，该受体通过与uPA结合将其定向募集于细胞的浸润方向，结合于受体上的uPA能将纤溶酶原转为纤溶酶，分解内皮下基底膜和ECM以利于肿瘤转移。对肿瘤转移机制的研究进
41、展为抑制肿瘤转移提供了新的思路，如实验表明给裸鼠接种转移性的肿瘤细胞后，用含RGD序列的合成多肽阻断粘附能减少肺中的转移灶。实验还表明TGF能促进ECM的合成、抑制蛋白酶的分泌以及PA和MP抑制因子的表达。第79页/共97页(五)在动脉粥样硬化中的作用 动脉粥样硬化是血管进行性变硬的一种疾病其改变既包括血管内皮细胞完整性破坏、平滑肌和成纤维细胞增生，也包括细胞外基质成分的改变、表现为血管弹性纤维的断裂、血管壁中以I型胶原为主的交联性胶原纤维增多、脂质与蛋白聚糖分子结合成复合物形式以及钙和脂质的沉积。该病的发病现认为主要与高血脂、氧化LDL(oxLDL)以及多种危险因子对血管内皮细胞的炎性和免疫
42、损伤有关。第80页/共97页 OFR等可氧化LDL生成具有很强细胞毒作用oxLDL，OFR和oxLDL可损伤和激活内皮细胞，使其表达粘附分子VCAM-1以及单核细胞趋化因子(MCP-1)等并使脂质易于进入内皮下。同时，单核细胞和血小板也被oxLDL和活性氧激活，激活的单核细胞能释放TNF、IL-1等细胞因子并表达细胞粘附分子、导致单核细胞与内皮细胞粘附并进入内皮下，通过其细胞膜上的清道夫受体介导，大量摄入脂质变成泡沫细胞(foam cell)。TNF、巨噬细胞源性生长因子、血小板源性生长因子等，还可促进血管平滑肌增生和结缔组织生成，最终导致了动脉粥样硬化的形成。第81页/共97页LDLLDLL
43、DLLDLModified LDL Induces Macrophages to Release Cytokines That Stimulate Adhesion Molecule Expression in Endothelial CellsEndotheliumEndotheliumVessel LumenVessel LumenMonocyteMonocyteModified LDLModified LDLMacrophageMacrophageMCP-1MCP-1AdhesionAdhesionMoleculesMoleculesCytokinesCytokinesIntimaInt
44、ima第82页/共97页LDLLDLLDLLDLEndotheliumEndotheliumVessel LumenVessel LumenMonocyteMonocyteModified LDLModified LDLMacrophageMacrophageMCP-1MCP-1AdhesionAdhesionMoleculesMoleculesCytokinesCytokinesInhibition of Adhesion MoleculesIntimaIntimaHDL InhibitHDL InhibitOxidationOxidationof LDLof LDLHDL Inhibit
45、Adhesion Molecule ExpressionHDL Inhibit Adhesion Molecule ExpressionFoam Foam CellCellHDL Promote Cholesterol EffluxHDL Promote Cholesterol Efflux第83页/共97页1.粘附分子通过多个环节参与了As的发生发展内皮细胞粘附分子表达增加：单核细胞的浸润：平滑肌细胞的增殖、迁移与粘附分子的表达：第84页/共97页2.As危险因素与CAM的表达 血脂代谢异常：高血脂与CAMs表达之间研究关系较多，无论时体外还是体内实验均提示高血脂能促进CAM表达以及白细胞与
46、内皮细胞的粘附。（离体）天然LDL与VEC孵育2小时ICAM表达增加23倍，VCAM-1增加。（在体动物）遗传性高脂血症兔随着血脂水平升高，VCAM-1，P-selectin等粘附分子表达增加。第85页/共97页吸烟：吸烟对心血管的损害作用是肯定的。烟草浓缩提取物在体外培养EC，发现能显著促进VEC表达ICAM-1,VCAM-1,E-selecin；吸烟者的单核细胞与VEC孵育，两者之间的粘附明显高于不吸烟者，而且粘附程度随着每天吸烟包数的增加而增加。性别：雌二醇预孵育48小时能明显抑制（6080）IL-1诱导的内皮细胞E-selectin,VCAM-1,ICAM-1的mRNA和蛋白质水平。第
47、86页/共97页（六）高血压 两者相关研究较少，但提示存在关联；sICAM-1升高水平与高血压呈正相关。（生物力学可以作为CAMs的调控因素）AngII在高血压发生中的作用很大，AngII内皮细胞E-selectin表达增加，平滑肌细胞VCAM-1表达增加高血压伴随内皮依赖性血管舒张功能受损，NO合成受到抑制CAM表达增加。L-arginine抑制ICAM-1，VCAM-1的表达。第87页/共97页（七）糖尿病：容易发生As，机制不清，但EC功能肯定异常，可能包括CAMs表达的异常。高糖培养条件下人主动脉EC 710天MC粘附增加，但E-selectin,ICAM-1,VCAM-1表达并未增加
48、，原因可能在于2整合素的上调。第88页/共97页（八）可溶性粘附分子与心血管疾病 白细胞，血管内皮细胞和其他细胞表面的CAM脱落下来进入血液的循环形式或者一些CAM的mRNA存在不同的剪切形式，有的mRNA翻译后的产物不表达于细胞表面，而是直接分泌入血液循环，成为sCAMs。高胆固醇血症，急性心梗（AMI）患者的血浆中可以检出增高的sCAMs的变化。第89页/共97页高甘油三酯血症和低HDL血症病人的sICAM-1明显升高。不稳定心绞痛(AP)患者发生AP后血浆sP-selectin升高，变异型AP血浆sE-selecin,sICAM-1水平明显高于对照组 心肌梗死急性期sICAM-1,sE-
49、selectin明显升高。虽然目前对可溶性粘附分子的功能还未澄清，但sICAM-1和sE-selectin血浆水平可以作为As以及冠心病发展的分子标记。第90页/共97页四、抗粘附治疗的方法和策略 干扰粘附的三个可能环节：炎症因子的释放和受体的结合；粘附分子的合成；粘附分子的功能。第91页/共97页（一）炎症因子的释放和受体的结合 炎症介质来源细胞的稳定剂：肥大细胞的稳定剂可以削弱微静脉重白细胞内皮细胞的粘附（在缺血再灌、oxLDL、内毒素动物模型中）；Kuffer细胞的稳定剂可以减少肝脏缺血再灌后引起的白细胞的聚积。拮抗剂包括组胺、PAF、白三烯、IL-8、TNF的受体拮抗剂，实验证明都可以
50、阻止或者削弱白细胞内皮细胞的粘附 抗组胺药和肥大细胞的稳定剂在炎症的治疗中得到了广泛的应用，虽无直接证据表明该药的首要抗炎效应是通过抑制白细胞内皮细胞的粘附而发挥，但实验的证据表明其可以抑制CAM的表达。第92页/共97页（二）粘附分子的合成 受到核转录因子NF-kB，AP-1的调节。细胞因子，LDL，oxLDL，NO和氧化剂在NF-kB水平上对CAMs表达调节的研究属于当今的一个热点。ICAM-1基因的启动子上有一个基本的NF-kB位点，VCAM-1上有2个，E-selectin上有3个。第93页/共97页Decoy ODN：双链DNA，直接跟TF结合，抑制转录。大鼠，在冠脉阻塞前或后，冠脉