1805年,德国植物学家J.J.伯恩哈迪[注]提出在植物体内应该存在一些通道来行使细胞之间的联系。1879年,波兰植物学家E.J.坦格尔[注]在利用碘-碘化钾对植物组织切片进行染色时发现柿子等胚乳细胞间存在纤细的原生质连丝。1901年,德国植物学家E.A.施特拉斯布格[注]将这种细胞质丝命名为胞间连丝。1930年,德国植物生理学家E.明希[注]提出植物体内相邻细胞间原生质是通过胞间连丝来连接的。随后很多学者致力于这一方面的研究,但是受当时技术和条件的限制,并没有对胞间连丝的精细结构给与充分的解析。随着电子显微镜等技术的发展,胞间连丝结构和功能的研究有了较大的进展。
胞间连丝具有复杂的内部结构。相邻的两个原生质体借质膜通过连丝孔道连接,从质膜进入孔道后构成了胞间连丝的外围。内质网通过孔道时受约束而紧束成连丝微管,又称压缩内质网(appressed ER),中央是中心柱(central rod)。质膜与压缩内质网间充满细胞质,横断面呈环状,称为孔环(annulus)。由于压缩内质网与质膜间间距的缩小导致孔环也随之收缩,从而在两端形成颈区(neck region)(见图):
胞间连丝结构示意图
相关蛋白质包括肌动蛋白(actin)、肌球蛋白(myosin)、钙网蛋白(calreticulin)、中心蛋白(centrin)、微管蛋白(tubulin)、蛋白激酶等类似的蛋白质,这些蛋白质在胞间连丝上的精确定位以及在胞间物质运输中的作用尚待进一步研究。
主要功能包括:①运输电解质。胞间连丝是电解质胞间运输的有效途径。②运转光合作用的中间产物。③多肽类物质的迁移。一般胞间连丝可允许通过分子量为700~900的多肽类物质。④细胞器的穿壁运动。在幼嫩、生长旺盛的组织以及衰老的器官中,原生质和其他各种细胞器和团粒都可通过胞间连丝进行细胞间的运动。⑤传递信息。形成胞壁的信息或电波由胞核发出并通过胞间连丝传递出去。⑥病毒胞间运动的通道。在电子显微镜的观察下发现病毒在细胞间的传播是通过胞间连丝来实现的。