生物化學與分子生物學/細胞通訊方式
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單細胞生物僅與環境交換信息，高等生物則根據自然需求進化出一套精細的調控通訊系統，以保持所有細胞行為的協調統一。細胞間主要以如下三種方式進行聯絡(圖21-1)。
圖21-1 三種細胞通訊的基本方式
(一)細胞間隙連接
細胞間隙連接(Gap Junction)是一種細胞間的直接通訊方式。兩個相鄰的細胞間存在著一種特殊的由蛋白質構成的結構－連接子(Connexon)，其結構見圖21-2和圖21-3。連接子兩端分別嵌入兩個相鄰的細胞，形成一個親水性孔道。這種孔道允許兩個細胞間自由交換分子量為1500道爾頓以下的水溶性分子。這種直接交換的意義在于，相鄰的細胞可以共享小分子物質，因此可以快速和可逆地促進相鄰細胞對外界信號的協同反應。
連接子為一個基因家庭，現已發現12個成員。在腫瘤生長和創傷愈合等過程中都觀察到某些類型連接子表達的變化。因此，連接子可能對細胞的生長、分化、定位及細胞形態的維持具有重要意義。
(二)膜表面分子接觸通訊
每個細胞都有眾多的分子分布于膜的外表面。這些分子或為蛋白質，或為糖蛋白。這些表面分子作為細胞的觸角，可以與相鄰細胞的膜表面分子特異性地相互識別和相互作用，以達到功能上的相互協調。這種細胞通訊方式稱為膜表面分子接觸通訊(Contact signaling by plasmamembranebound molecules)。膜表面分子接觸通訊也屬于細胞間的直接通訊，最為典型的例子是T淋巴細胞與B淋巴細胞的相互作用(圖21－4)。
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| 圖21-2 間隙連接功能示意圖，熒光標記的不同大小的分子注入細胞后，依靠間隙連接進入另外一個細胞，圖中數字表示分子量。 | 圖21-3 間隙連接結構示意圖 |
圖21-4 膜表面分子接觸通訊舉例
圖21-5 化學信號的三種形式
(三)化學通訊
細胞可以分泌一些化學物質－蛋白質或小分子有機化合物至細胞外，這些化學物質作為化學信號(chemical signaling)作用于其它的細胞(靶細胞)，調節其功能，這種通訊方式稱為化學通訊。化學通訊是間接的細胞通訊，即細胞間的相互聯系不再需要它們之間的直接接觸，而是以化學信號為介質來介導的。根據化學信號分子可以作用的距離范圍，將其分為三類(圖21－5)。
1.內分泌(endocrine)系統以激素為主，它們是由內分泌器官分泌的化學信號，并隨血流作用于全身靶器官。
圖21-6 水溶性和脂溶性化學信號的轉導
2.旁分泌(paracrine)系統以細胞因子為主，它們主要作用于局部的細胞，作用距離以毫米計算。
3.自分泌(autocrine)系統神經介質為主，其作用局限于突觸內，作用距離在100nm以內。
化學信號還可以根據其溶解性分為脂溶性化學信號和水溶性化學信號兩大類。所有的化學號都必須通過與受體結合方可發揮作用，水溶性化學信號不能進入細胞，其受體位于細胞外表面。脂溶性化學信號可以通過膜脂雙層結構進入胞內，其受體位于胞漿或胞核內(圖21－6)。下面分別介紹這兩種受體轉導生物信號的特點。
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