細胞的親和性

細胞的親和性（cellular affinity）是指細胞間選擇性粘著的現象。多細胞有機體的細胞之間藉助某些理化因子選擇性地粘著在一起，從而形成特定的組織構造。

基本介紹

• 中文名：細胞的親和性
• 外文名：Cellular affinity
• 釋義：細胞間選擇性粘著的現象
• 功能：導致組織發生和器官形成

性質

細胞間親和性的大小、有無，隨細胞的種類和發育時期而定。胚胎髮生過程中，由於細胞間親和性的減弱或消失，原來相連在一起的細胞得以分離，並通過運動而移位；細胞間親和性的增加則促進組織結構的形成和維持。細胞間選擇粘著和定向遷移是形態發生的兩個基本過程，由此導致組織發生和器官形成。

研究

多細胞有機體的細胞間親和性可用實驗方法進行研究，即先將組織細胞分散，然後再使這些分散了的細胞聚集起來。這方面的研究最先是在低等多細胞生物（如海綿）上進行的。

海綿細胞的親和性

H. V. 威爾孫1907年發現用機械方法把細芽海綿（Microciona）分散成游離的細胞後，這些分散的細胞能夠重新聚集，發育成一個完整的小海綿。在此過程中，不同類型的海綿細胞最初是隨機地聚集在一起的。當細胞凝塊達到足夠大小時，各類細胞通過遷移和選擇粘著，結果相同類型的細胞粘著在一起，形成結構完整的個體。

脊椎動物細胞的親和性

高等動物胚胎的組織細胞經分散後，同海綿細胞一樣容易聚集成團，並按細胞的內在特性重新排列。

兩棲動物

如果把兩棲類早期胚胎的外胚層、中胚層和內胚層細胞分散後再混合，則來源於不同胚層的細胞將按細胞間的親和性而重新結合成組織結構。如把預定表皮細胞和中胚層混合則表皮細胞向外遷移，中胚層細胞向內遷移，結果形成一個表皮囊泡，裡面充滿間葉細胞、體腔上皮和血細胞。又如把三個胚層的分散細胞混合則預定表皮細胞遷至外面，形成表皮；內胚層細胞與表皮細胞不親和，互相分離，形成另一細胞團；中胚層細胞則分化為把外胚層和內胚層連線起來的間葉細胞。因此，每一胚層的細胞都有內在的選擇親和性和遷移傾向，能各自按胚層關係，重新排列。屬於同一胚層和組織類型的細胞，彼此之間的親和性強。表皮和內胚層之間不親和，而中胚層細胞則與外胚層和內胚層細胞都能親和。在細胞分化過程中，細胞間親和性也會發生改變。如果把原屬同一胚層，但發育命運不同的細胞，如早期神經胚的預定神經外胚層和預定表皮細胞分散後再混合則隨分化的進行，表皮細胞向外遷移形成表皮囊，而神經外胚層細胞向內遷移，形成類似神經管構造。

鳥類和哺乳類

用胰蛋白酶處理鳥類、哺乳類的胚胎組織，分散後的細胞也能聚集成團。不同組織來源的分散細胞，在聚集物中將各按不同細胞的特性重排。一些向內遷移，另一些則向外遷移，結果一種組織的細胞包圍著另一種組織的細胞。例如，把胚胎軟骨細胞和心肌細胞混合則心肌細胞包圍著軟骨細胞；把肝細胞和心肌細胞混合則肝細胞包圍著心肌細胞；把肝細胞和軟骨細胞混合，肝細胞又包圍著軟骨細胞。由此可見，不同類型的組織細胞間親和性的大小不同，親和性強的組織被包圍在細胞團中央。

研究方法

細胞親和性的相對強弱可用同位素標記細胞結合法來測量。將同位素標記的細胞和未標記細胞混合。經一定時間後，測量與未標記細胞團粘著的標記細胞數，就可得出這兩種細胞間親和性的強度。用此法得知，同一組織類型的細胞（如肝細胞與肝細胞，或視網膜細胞與視網膜細胞）之間的親和性強於不同組織類型細胞（如肝細胞與視網膜細胞）。此外，胚胎細胞之間的選擇親和性不受種屬限制。如來源於小鼠和雞的腎細胞能共同聚集形成腎小管；來自兩種動物的其他組織細胞（如肝、軟骨、視網膜等）也都各自能形成嵌合的組織構造。有趣的是來源於雞和小鼠的組織細胞混合後重聚時，不同物種的同類組織細胞（如小鼠心肌細胞和雞心肌細胞）之間的親和性大於同種、而不同組織類型的細胞（如小鼠心肌細胞和小鼠肝細胞）。這表明高等動物細胞間親和性的組織特異性大於種屬特異性，和海綿的情況有所不同。

細胞粘著的機制

細胞選擇親合的機制還不甚清楚。但有證據提示，除鈣離子外，細胞表面還有某些專一的大分子起作用。

海綿細胞親和的分子模式

從海綿中提純的凝集因子是一個具有幾百萬分子量的糖蛋白複合體，它有一個800埃的圓形內環和11～15個輻射臂。在有鈣離子存在的情況下，凝集因子能和同種海綿細胞表面的受體分子——基板結合，但不能和異種海綿細胞結合。凝集因子可能先與細胞表面的基板結會。然後通過鈣離子的中介而彼此連線起來。簡言之，海綿細胞的選擇親合機制可能是通過一個多價連線大分子識別兩個細胞表面的同一種受體蛋白，從而把它們連線起來。

如果把脊椎動物分散的胚胎細胞混合，則同一類組織的細胞優先聚集在一起。已發現許多種組織細胞表面存在細胞粘著分子（CAM）。不同組織互不相同，如肝細胞含有L－CAM，神經細胞含有N－CAM。N－CAM是神經細胞間，以及神經和肌肉之間的親合分子，參與神經系統的發育，如神經纖維聚集成束，神經和肌肉連線的形成，以及腦組織的分層等。在胚胎髮育過程中，神經系統不同區域N－CAM分子的數量和性質按一定的時空順序發生改變。N－CAM分子從胚胎型（E）轉變為成體型（A），前者的唾酸含量比後者高。例如，神經嵴細胞在遷移前，細胞表面存在N－CAM，遷移過程中便消失，形成神經節時又重新出現。

有人認為神經細胞表面N－CAM分子的飾變可能與神經圖式的發生有關係。如發現小鼠的一種搖晃型突變體的小腦發育不全，其皮層平行纖維和蒲金野氏細胞間突觸形成受阻，因而出現行動不穩。進一步發現患這種遺傳病的小鼠的發育過程中，小腦N－CAM從E型到A型的轉變比正常小鼠延遲。

此外，細胞與細胞外基質之間也存在選擇的粘著性，影響細胞的定向遷移和排列。不過細胞與細胞外基質的粘著則是靠與CAM完全不同的分子來實現的。