在多細胞生物的發展與功能中,細胞之間的直接互動至關重要。細胞能夠在微環境變化中進行信號交流,這一能力對於細胞的存活至關重要。細胞之間的互動既可以是穩定的,通過細胞接合,亦可以是瞬態的,如免疫系統細胞之間的互動。
穩定的細胞間互動是組織內細胞附著、形狀及功能控制所需的,這些互動涉及多蛋白質複合物的細胞接合。這些接合不僅能保持上皮細胞的功能,還可確保組織的整體結構。
緊密接合是多蛋白質複合物,能將同一組織的細胞緊密相連,防止水分及水溶性分子穿過細胞之間的空隙。此類接合存在於上皮細胞中,主要功能是將細胞的外部液體與基底膜區分開來。
這些緊密接合構成了身體不同組織與腔體之間的密封屏障,確保了選擇性的通透性。
在錨定接合中,只有兩種接合形式涉及細胞間的互動:黏附接合及去上角的接合。這兩者在多種細胞類型中都存在,能提供細胞間的緊密聯繫與支持。
通道接合是細胞間信號傳遞的主要場所,允許小分子在鄰近的細胞之間擴散。這些通道由稱為連接素的跨膜蛋白組成。
白血球能摧毀異常細胞並抵抗感染,這些互動通常是瞬態的,卻是免疫反應的重要組成部分。不論是白血球在血管內的遷移過程,還是它們之間的信息傳遞,均需通過一系列細胞間相互作用實現。
凝血過程也依賴於血小板之間的互動。當血管的內皮受損時,血小板會迅速附著於暴露的結締組織,並觸發其聚集與活化。
細菌社群的互動方式與組織中的細胞相似,通過物理互動和信號分子來調節其代謝率和增長。
癌症的形成往往是因為細胞間互動的喪失所引發的。在正常細胞中,接觸抑制能控制增長,但癌細胞的失常表達導致失去這一能力,進而產生無邊界的增殖。
病原體的入侵需要與宿主細胞的通訊,通常以強附著為特徵,來防止在感染之前被沖刷掉。
細胞 - 細胞互動是高度特定且受到嚴格調控的,基因缺陷或這些互動的失調會導致許多疾病的發生。
隨著人們對細胞間互動在生理和病理學意義的逐步認識,我們不禁要思考,細胞間的這些微妙互動如何在人類健康中發揮更深遠的影響呢?