肠上皮机械屏障（2）

4、紧密连接

连接肠道上皮细胞的紧密连接是固有屏障的重要组成部分。紧密连接代表了细胞旁途径中的主要屏障，其上皮组织的电阻取决于紧密连接内跨膜蛋白链的数量和复杂性紧密连接调节细胞间离子和小分子的通过，并建立细胞极性。这些紧密连接的结构类似于焊缝的结构，但是具动态性，它们的通透性可能受到许多影响上皮细胞的因素的调节。紧密的连接形成一个半渗透性的细胞旁扩散屏障，并充当指导细胞行为和分化的信号中枢。紧密连接蛋白及其在组织内稳态和重塑中起重要作用。它通过紧密地封闭细胞-细胞连接来调节屏障的通透性。

紧密连接蛋白参与维持细胞极性，建立器官特异性的顶端结构域，以及招募信号蛋白参与调控细胞的增殖、分化和迁移等多种重要功能。作为上皮屏障的重要组成部分，紧密连接经常受到促炎介质、致病病毒和细菌的威胁（A A Bhat, 2019）。例如，封闭带毒素是霍乱弧菌分泌的一种肠毒素，能可逆地打开紧密连接。为了应对肠上皮屏障所面临的各种生理挑战，紧密连接必须能够快速、协调地做出反应。这就需要一个复杂的管理系统来协调紧密连接多蛋白网络的组装状态。

紧密连接结构和功能缺陷是引起肠道通透性增加的主要原因。上皮屏障通透性增加是胃肠道疾病和肠道外疾病的常见原因，这种疾病会增加身体暴露于外部病原体，从而夸大粘膜炎症。其功能的破坏导致慢性炎症状态和慢性或进行性疾病。包括反流性食管炎、炎症性肠病、功能性肠胃疾病和癌症在内的胃肠道疾病可能受这些分子的调节，因此，通过调节TJ蛋白的表达和定位来调节上皮细胞的屏障功能是治疗这些疾病的潜在新靶点。通过改善粘膜屏障功能来调节症状和免疫功能障碍，可能会有很大的改变这些疾病的治疗策略（T Oshima, 20016）。

5、紧密连接蛋白

，由大约35种不同的蛋白质组成，Claudin家族蛋白是紧密连接中最重要的成员，在不同物种中有24种已知的亚型。Claudins是紧密连接的结构蛋白，通过在上皮细胞单层上形成栅栏和屏障来帮助控制细胞旁运动。laudins功能的改变与不同形式的癌症、炎症性肠病（IBDs）和腹泻有关。基于它们在TJ分子结构、多样性和疾病关联中的重要作用，进一步了解claudin家族蛋白及其遗传/表观遗传调控因子是必不可少的（N Khan, 2015）。

紧密连接蛋白由claudins、claudin、连接粘附分子和支架蛋白-封堵器带表达。在这些蛋白中，claudins是紧密连接的主要成分，负责上皮细胞的屏障和极性。紧密连接蛋白家族可分为两大类：一类是claudins家族，在哺乳动物中有27个成员，蛋白是紧密连接链的基本组成部分，决定细胞旁通透性的选择性。另一类是“髓鞘和淋巴细胞蛋白以及小泡运输和膜连接的相关蛋白”MARVEL蛋白（TAMP），包括Occupdin、tricellulin和MarvelD3。这两组蛋白决定了紧密连接的物理连接和通透性调节功能。Claudins家族的 claudins1、3、5、11、14、19和tricellulin主要负责起封闭作用；claudins 2、10b和15与阳离子通透有关；claudin-2还允许不带电小分子通过；claudin-10a和-17与阴离子通透性有关；claudin-2与水的通透性有关。claudins 4、7、8、16和claudin的功能目前尚不清楚。

ARVEL家族的蛋白TAMPs-ocludin，tricellulin（也被称为MarvelD2）和MarvelD3都含有四聚体生成的“髓鞘和淋巴细胞蛋白以及小泡运输和膜连接的相关蛋白”（MARVEL）结构。他们可以调节Claudin的紧密连接链的结构和功能。闭塞素（occludin）和MarvelD3位于双细胞和三细胞连接，tricellulin主要在三细胞连接处。MARVEL蛋白（TAMP）家族和周质支架蛋白，zonula闭塞蛋白家族，对调节和维持通透性至关重要。ZO-1（也称为TJP1）具有肌动蛋白结合域，负责调节通过连接周围肌动球蛋白环的渗漏途径。这些蛋白质相互作用，调节链结构和claudin通道功能。闭塞素是紧密连接的调节因子，但不是重要的结构成分, 可以调节细胞间的通透性，当过度表达时会限制了细胞因子导致的通透性增加。Tricellulin过度表达导致在三细胞和双细胞连接处的定位，并通过减少离子和大分子的细胞旁流量增加上皮抵抗力。Tricellulin过度表达到一个更为有限的程度只会增强Tricellulin在三细胞连接处的定位，并选择性地降低对大分子的通透性。当从三聚细胞连接处移除三聚细胞蛋白时，大分子渗透性增加。三聚细胞素是三聚细胞连接处渗漏途径的调节因子。TAMPs直接与起支架作用的ZO家族蛋白相互作用：包括ZO-1、ZO-2（TJP2）和ZO-3（TJP3）。ZO家族蛋白具有独特的功能，ZO-1与其他细胞骨架调节因子相互作用，有助于调节渗漏途径，当ZO-1受损时，细胞旁渗透性增加。ZO蛋白调节皮质肌动蛋白的组织，因为缺乏ZO-1和ZO-2的细胞显示皮质肌动蛋白过度收缩。