Cell封面：缝隙连接的形成机理机理的新发现

生物谷

        gap  junction  (缝隙连接)是将相邻细胞的细胞质进行连接的细胞内通道。因为gap  junction精确控制器官形成，控制心脏细胞和脑细胞的电同步（electrical  synchronization），基于connexin（缝隙连接蛋白）的hemichannels（间隙接合半通道）必需以细胞-细胞接触面为正确靶标。

        最近，Shaw等在Cell上发表文章表明，连接蛋白快速、直接靶定在细胞粘附接触面的机制。这个过程涉及到微管，微管正极示踪蛋白(plus-end  tracking  protein，  +TIP)  EB1和与EB1相互作用的蛋白p150（Glued）将微管限制在粘附面，如同细胞-细胞交界面的皮层锚。封面描述的是两个邻近的心肌细胞，在细胞-细胞接触点上发展管缝连接片层。被限定的微管形成的管缝连接hemichannels导致形成片基和细胞质交流。

        长期以来，人们一直认为gap  junction的形成过程，第一步是hemichannels径向扩散（lateral  diffusion），随后hemichannels由微管介导传递系统到达浆膜后形成gap  junction。

        加州大学医学院心血管研究实验室等部门的研究人员发现细胞以一种依赖微管的途径，通过粘附连接蛋白N-cadherin和β-catenin、微管正极示踪蛋白(plus-end  tracking  protein，  +TIP)  EB1以及与EB1相互作用的蛋白p150（Glued），将hemichannels直接靶定到细胞-细胞连接处。

        在活细胞显微方法，如光褪色后的荧光复活（fluorescence  recovery  after  photobleaching  ，FRAP)、全内反射（total  internal  reflection  fluorescence  ，TIRF）、去卷积（deconvolution）和siRNA敲除等方法的基础上，研究人员推测微管正极优先拴缚（preferential  tethering）在粘合连接(Adherens  junction)，会促进将connexin  hemichannels直接递送到细胞-细胞交接面。这些发现提供了一个蛋白靶向细胞-细胞接触点传递的新机制。

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小知识：

缝隙连接（gap junction）

缝隙连接分布广泛，几乎存在于所有的动物细胞中。用超薄切片术可显示相邻两细胞的连接处的细胞质膜明暗相间七层结构，细胞间的缝隙约2纳米，其内有间隔的均匀排列的颗粒。用冰冻断裂电镜技术显示缝隙连接的颗粒区面积大小不等，且排列规则而密集。用X线衍射技术证明，每个颗粒由6个蛋白质亚单位构成，它们呈环行排列，中间有直径2纳米左右的小孔，被称为连接小体（con-nexon）。每两个连接小体相对合，并分别包埋在相邻细胞的质膜中，构成两个细胞之间的通道。连接小体成簇状排列，以增加通道的数量。通道只允许分子量小于1200的物质自由通过，如无机离子，氨基酸，葡萄糖等。缝隙连接是一种动态结构，有多种因素参与调节通道的开放和关闭，如细胞内pH、Ca2+浓度和细胞膜电位等。缝隙连接有多种功能，它与细胞的代谢和分化，物质的运输和电兴奋的传导等有密切关系。