真核生物细胞膜在细胞间信息交流中的作用探析

韩秀梅

[摘           要]  生命在生物学科中可视为一个较为完整的信息处理系统，而细胞间进行的细胞分化多依赖于细胞间信息的相互联系。在现实中学习好相关知识，不仅能够为人类生命健康提供科学的参考数据，而且对相关疾病的预防有良好的预警作用。具体到实际教学过程中，真核生物细胞膜在细胞间信息交流中的作用是重点，但同时也是难点。由于其中涉及的内容量较大，且相关知识点较为繁杂，因此，对学生而言，真正理解起来仍存在一定困难。结合自身实际教学经验，对真核细胞的细胞膜在细胞信号、受体及细胞之间的通讯以及细胞间远距离通讯和细胞之间的交流等问题，做简要分析，以更好比较不同生物体之间的生命联系。

[关    键   词]  真核生物细胞膜;细胞信息交流;作用

[中图分类号]  Q241                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）08-0130-02

多细胞生物是一个复杂、多变的细胞社会体，细胞功能之间的相互协调不仅依赖于物质以及能量之间的相互交换，而且也依赖于信息之间的相互交流。细胞信号之间的相互传导，对正常细胞的生长、发育以及物质之间的代谢都起着关键作用，也是近年来研究过程中涉及的重点内容。相关资料显示，细胞之间的间隙连接不仅起到良好的通道作用，而且还涉及信号传递等内容，值得注意的是细胞间隙连接等多方面的机理问题仍不够清晰。对这一相关问题进行阐述。

一、跨膜信号传导

一般情况而言，生物细胞可接受的信号内容，可以是物理信号也可能是化学信号。而这个过程中，对环境中的化学物质及物理因子为信号而引发的特定反应，可称为间接通讯。具体到间接通讯过程中，主要是不同细胞间分泌的化学信号来进行信息交流。而涉及的细胞信号传导内容，主要涉及第一信使—受体、第二信使—细胞信号等。而与细胞膜能够进行直接作用的则是细胞外信号分子、受体以及第二信使。

（一）不同细胞之间的信号传导

1.细胞外信号分子

细胞外信号分子一般也可称之为信号传导过程中的第一信使，这个过程中主要涉及激素、神经递质、生长因子以及一些细胞外信号等内容。不同细胞相关信息通讯过程中，较为常见的信号为化学信号，也是信息传递的初始环节，而细胞的迁移、增殖分化以及程序死亡等相关生命活动主要取决于细胞外的信号类型、作用时间以及相关传播途径等。

2.细胞膜受体

一定程度而言，受体可以与细胞外的相应配体进行特异性结合，并通过相互作用产生一系列生化反应。同时，通过改变蛋白质的数量、活性或者通过调节基因表达来促使细胞内部发生一系列生物反应。细胞对细胞外亲水信号分子的反应能力，主要取决于相应的细胞膜受体，而细胞膜上连接諸多可影响细胞增殖分化的关键信号蛋白以及受体等。

3.第二信使

从生物学角度而言，它涉及CAMP、CAGP、甘油二脂以及三磷酸肌醇等内容，一定程度而言，第二信使是细胞外信号分子作用于细胞膜后所产生的细胞信号分子，这个反应过程能够更好地将细胞膜信息有效传递给细胞内的靶蛋白，并通过此过程引发相应的生物效应及基因表达。

（二）细胞间信号转达途径

通过实际教学资料我们能够了解，细胞通讯中心内容主要指的是信号传导，在工作过程中起到重要信息桥梁作用，同时，通过受体结合将信息产生联合效应，并将之传递给相关效应分析，以此达到信息通讯目的。就当前而言，目的较为明确的跨膜信号主要有三种途径：CAMP信息通路、肌醇脂信号通路、具有酷氨酸蛋白酶活性受体信号通路。同时，相关信号在传导过程中一旦出现传导异常则会导致相关疾病的发生，相关信号异常主要涉及信息分子传导异常、受体信号传导异常及G蛋白转导异常等多个环节。同时，当人体内钙离子浓度产生异常时，也会通过信号转导途径引发组织损伤，给人体带来严重的损害。

二、细胞膜与细胞之间的直接通讯

细胞之间的连接间隙是由蛋白质构成的，其结构基础是连接子。该缝隙通道是当前研究中已经被证实，是不同细胞之间进行物质交流的唯一膜通道结构，具体可以通过电欧联及化学欧联等方式以此来实现不同细胞之间的电信号及化学信号之间的转导，如当生物机体受到外界的直接刺激时，则细胞之间的连接缝隙可以通过改变蛋白质的表达，让机体适应新环境的变化。我们教学过程中也会涉及，当细胞膜连接缝隙处一般会出现连接斑块，而每个斑点则可以视为一个独立的缝隙连接通道，而连接子的数量则会直接影响到该细胞缝隙连接的相关功能、特性。

细胞正常功能下，缝隙之间的连接主要通过连接蛋白的功能、类型以及表达比例等因素来完成细胞之间的传导通讯功能。连接蛋白的表达比例与缝隙之间的连接功能关系密切，不同细胞间隙连接蛋白的功能以及表达方式不尽相同，缝隙之间的连接功能也是由多方面因素共同作用的。当人体相关机能在正常运行过程中，遭受到了高血压、动脉硬化以及缺血缺氧等相关因素影响时，细胞则会遭受不同程度的损伤。因此，遇到这个问题可以通过改变连接蛋白的表达比例，来改善不同缝隙之间的连接功能，并完成这一问题的改善。相关研究发现，CX基因在生物学上可称之为非突变型肿瘤抑制型基因。而在实际生活中，我们常常见到的相关肿瘤的发生，一般与细胞间隙连接的蛋白基因表达有着直接的关系，并且与细胞间隙连接通讯功能抑制也有一定的联系，因此在实际学习过程中需要我们对相关肿瘤疾病有一定的了解，并且明白发病相关因素，以此来达到理想的学习效果。而正常生活中，肿瘤患者也是存在于我们现实生活中，一旦发病对患者及家属都会造成严重影响。而作为新时期的学生，了解清楚疾病的发生因素，不仅能够给予患者提升治愈疾病的信心，同时也会为学生的未来提供新的指路明灯。

当生物机体功能遭受严重破坏，即细胞开始发生癌变时，细胞膜的CX则会逐渐消失，相关功能或者结构会发生异常，从而导致不同细胞之间的连接中断或者受阻，因此，相关机体功能的异常就为肿瘤细胞的增殖提供有利环境，且没有进行有效的措施，那么就意味着病人会因此失去生命。因此，学生学习过程中，需要紧密贴近生活实际，才能对该学习内容加以重视，从出于为生命思考的角度，来进行相关课程内容的学习，才能真正将学习到的相关知识用来为人类服务，真正发挥知识应有的价值。具体到影响缝隙连接通讯因素，主要包含整合素-1，E-钙粘素、N-6/N-3不饱和脂肪酸、PTEN、芳维A酸、NOS抑制物等内容。因此，根据这一特性相关医学研究机构也采取了相应的医疗措施，一些医疗中常用非干预性药物，如亲脂性药物庚醇、辛醇、豆营蔻脑酸等，这些药物在使用过程中能够增强细胞之间的缝隙偶连，并且经相关资料显示对蛋白质合成、装配、定位以及降解等都起到了积极的作用。总而言之，它在介导细胞之间，维持组织的正常发育、各器官协调平衡方面发挥着重要的作用。

此外，涉及的另一直接通讯则是不同分子表面的通讯情况，也可称之为细胞之间的粘附现象。并且在当前研究资料中，也已经证实了粘附分子的存在，具体包括选择素、整合素以及糖蛋白等。同时，不同细胞之间存在的表面分析，能够以此作为触角，促使不同细胞之间发生粘附现象。如人生理问题中，精子与卵细胞的结合则是通过该种形式发生的。同时，粘附诱导细胞因子充当着重要信使功能，它能够在机体正常工作过程中启动复杂的通讯程序，当粘附分子出现异常时，相关工作内容会产生较大偏差，也可为疾病的诊断提供重要的可参考依据。随着生物技术的快速发展，相关领域对生物机体的免疫、炎症、心血管疾病以及肿瘤转移等相关知识，都有了深层次的研究，因此，在学生学习过程中对相关知识点也可以进行深一步探讨，具体的学习内容可通过当前一些学术刊物、网络资料来自行获取，这样对学习能够起到事半功倍的效果。

三、隧道纳米管

相关资料表明，在哺乳动物细胞间隙存在一种等同于细胞间连丝的结构体，也就是我们该文涉及的隧道纳米管。一定程度而言，隧道纳米管与细胞间接连接有所区别，它是一种呈现细长的精密管状体。经研究发现，隧道纳米管维持人体机体功能时，一直会处于形成及持续变化状态，并且在运行过程中可以将不同细胞有效连接起来，有助于在不同的细胞之间形成密切关联的结构网络，并通过该网络进行细胞质不同分子之间的相互交换，最终达到信息深层次交流的过程。当前隧道纳米管的研究还处于发展中阶段，仍有诸多疑问等待解答，已经得到科学证实的是它通过复杂的网络链条可以在不同细胞之间进行信息传递，在多个细胞的同步运行过程中起重要的介质作用。

通过上述资料我们能够发现，不同细胞之间是可以进行相应的信息交流的，不管是直接通讯、间接通讯或者远距离通讯都会具有自身特有的方式，但是综合整个过程而言是一个整体而统一的过程。具体到相关章节内容传授中，要善于引导学生了解整体知识框架，了解不同通讯方式的统一化特征，然后根据其独有的通讯方式，再逐一深入讲解，这样学习起来将会更为便捷。同时，不同细胞除了具有一定的统一性特征外，相互之间还会产生影响。如间接通讯可以通过影响直接通讯而作用，即细胞缝隙在连接过程中允许电信号及分子质量低的离子或小分子物质通过;糖皮质激素能够对细胞之间连接的通透性产生作用;CJ会参与到细胞之间电信号传递及胞浆物质交换等。通过相关研究已经表明，细胞间隙连接蛋白质基因表达缺失或者信号在传导过程中出现异常等，则很大程度说明人体已经被肿瘤细胞或者转化细胞所侵袭，从而为人体的健康起到一定的预警作用。

此外，细胞通讯有4条共同途径，即通道结构、Ca2+浓度变化、磷酸化调节及药物与细胞信息交流作用。而通过对该共同途径的研究，能为医学临床治疗或者相关疾病药物的研发提供良好的可参考依据，有效激发了新的科研思路。作为学生，当前主要任务是完成课程任务及相关理论知识的学习，但是，这个过程也不能与实际生活相脱节。特别作为中职院校学生，学习过程中对学生的实践操作能力尤为看重。因此，与实际生活相结合，不仅是专业本身的要求，也是社会形势对人才提出的新要求。紧随时代发展步伐，不仅能够为学生学习提供强大的动力支持，而且能够在迎合新形势下更有利于发挥自身的潜力，更利于成为理论与现实有效结合的高素质人才。

参考文献：

[1]赵晓平.应较为全面地理解原核细胞与真核细胞的差异[J].阴山学刊（自然科学版），2015，29（3）：29-31，2.

[2]苗素平.真核生物多顺反子表达载体的构建及在Hela细胞中的表達[A].中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编（2004—2008）[C].中国遗传学会，2008：196.

[3]丘小庆，张杰，王和.原核细胞膜拓展到真核细胞膜的靶向性杀伤：一种融合多肽所表现的超常生物活性[A].生物膜与重大疾病学术研讨会论文集[C]，2004：17.

[4]张治洲.真核细胞功能生物信息的大规模集成和可视化[A].科技、工程与经济社会协调发展：中国科协第五届青年学术年会论文集[C].中国土木工程学会，2004：235-236.

编辑 原琳娜