occludin的命名源自于拉丁字母Occludere，含义是封闭、阻挡。Furuse等^[1]最早从鸡肝脏中发现了occludin，并陆续揭示了occludin的结构^[2]。occludin的相对分子质量是64×10³，含有504个氨基酸组成的4个跨膜结构域。

occludin的结构如图1所示，它由4个跨膜区域、2个细胞外环状结构和3个细胞浆区域组成。细胞浆区域主要包括细胞内的短环结构、1个短的氨基末端和1个长的羧基末端组成的区域。2个细胞外环状结构含有大量的酪氨酸残基，并且具有超过1/2以上的酪氨酸和甘氨酸残基。

图1(Figure 1)

Fig. 1

图1 occludin的结构 Fig.1 The structure of occludin[3] AA氨基酸 amino acid。

紧密连接的电镜观察结果显示，在相邻细胞膜间存在着一系列“亲吻式”的连接点，正是由于这些连接点，使相邻细胞间的空隙被完全的阻塞^[3]。因此，紧密连接具有2个主要功能：一是可以维持上皮细胞极性，形成上皮细胞游离面与基底面膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，保证细胞的正常生理功能；二是形成机体渗透屏障，阻止蛋白质和大分子物质从上皮细胞一侧通过胞外间隙扩散到另一侧。除了这2个主要的功能外，紧密连接还具有维护细胞信号，连接细胞运输小泡的作用^{[17, 18]}。

研究表明，如果上皮细胞中occludin突变体过度表达，会引起紧密连接屏障和通道功能的改变^{[4, 7, 19]}。而且，上皮细胞中与合成多肽相关的occludin细胞外环的变化会引起紧密连接的缺失，抑制细胞黏附^{[9, 10, 20]}。肠道研究试验发现，敲除上皮细胞中occludin基因，动物机体会出现炎症性肠炎等病理变化^[21]。并且在溃疡性肠炎病人和克罗恩病人中occludin mRNA和蛋白质的表达水平呈显著性降低，由此推断，occludin可能参与了炎症性肠病的发病过程^[22]。用线虫感染小鼠肠道上皮细胞后，会引起空肠上皮细胞中occludin基因表达的下调和移位，继而破坏肠道免疫屏障功能^[23]。相反，当益生菌黏附细胞后，会诱导上皮细胞occludin基因表达，从而保护肠道黏膜屏障^[24]。通过进一步研究发现，某些特定的益生菌会保护早期急性重症胰腺炎病人肠道的黏膜，但是对于器官功能性障碍的病人来讲，则加重肠道黏膜的损伤^[25]。野生型致病大肠杆菌会引起结肠和回肠中occludin的重置，破坏肠道黏膜细胞的屏障功能^[26]。上皮细胞系高度磷酸化的occludin分子会选择性的集中在紧密连接上面，而非磷酸化或者弱磷酸化的occludin则位于细胞质中^{[27, 28, 29]}。在间皮细胞中，剪切力会显著降低occludin的含量，增加酪氨酸磷酸化，同时伴有上皮细胞渗透性的增强^[30]。对不同氨基酸残基的磷酸化会存在不同的结果，因此，occludin的磷酸化在某种程度上对不同生物系统会产生一定的负面影响。

occludin存在磷酸化和去磷酸化2种形式，磷酸化是其活性形式，去磷酸化的occludin主要存在于细胞质内，因此磷酸化对occludin的功能调控过程起到重要的作用。研究显示，只有当occludin磷酸化后才能与紧密连接结合^[31]。其中对丝氨酸或者苏氨酸的磷酸化较为重要。酪氨酸磷酸化主要发生在occludin的C-末端，而C-末端主要与ZO-1蛋白结合，磷酸化的C-末端与ZO-1、ZO-2和ZO-3蛋白的片段结合能力低于非磷酸化酪氨酸的羧基片段，因此大大增加了细胞间的通透性^[32]。酪氨酸磷酸化对紧密连接完整性的调控作用受ATP水平的影响。当ATP水平降低时，会破坏细胞内钙平衡，继而破坏紧密连接的完整性，使纤维性肌动蛋白重新排列，导致上皮细胞通透性增强。

Ma等^[33]研究显示。肠致病性大肠杆菌感染肠上皮细胞后，使occludin去磷酸化，降低TEER，然而，用庆大霉素治疗上述细胞后，能够逆转occludin的去磷酸化，使TEER恢复正常水平。

PKC是一类磷脂依赖性蛋白激酶，通过催化蛋白质的磷酸化，调节细胞的生长、分化及代谢。一些特殊的PKC亚基会增加或降低小肠上皮细胞的TEER^[34]。PKC能够调节受体2通路(Toll-like receptor 2，TLR2)，当刺激TLR2通路时会使PKCα和PKCδ激活，继而引起TEER的增加^[35]。

除了紧密连接磷酸化的信号通路，细胞骨架的完整性也会对紧密连接的调节起到重要的作用^[36]。骨架蛋白主要通过肌动蛋白微丝与细胞质膜结合。采用细胞松弛素D破坏肌动蛋白细胞骨架，增加钠和甘露醇的通透性，该试验揭示了骨架蛋白完整性对调节紧密连接功能的重要性。

Ca²⁺依赖的E-钙黏素位于细胞紧密连接的下方，通过α-、β-、γ-链蛋白及锚蛋白、黏着斑蛋白和α辅肌蛋白与肌动蛋白结合，继而维持上皮细胞紧密连接的屏障功能。

细胞外Ca²⁺对紧密连接PKC通路具有调节作用。胞内Ca²⁺会改变ZO-1与肌动蛋白结合，继而改变occludin在细胞内的位置。低钙环境会破坏细胞的紧密连接。若在低钙环境下加入PKC激活剂，会引起occludin磷酸化，使紧密连接重组。二磷酸磷脂酰肌醇经过磷脂酶C水解后产生的三磷酸肌醇(inositol triphosphate，IP3)，它会与内质网中的IP3结合，使Ca²⁺通道开启，细胞内Ca²⁺浓度升高，使MLCK磷酸化，引起肌纤蛋白一肌球蛋白环周边连接的收缩，引起紧密连接的松弛。Yamaguch等^[37]研究表明，加压素会引起细胞内钙离子和MLC磷酸化的增加的，继而增加旁细胞通透性。

Ca²⁺螯合剂会消耗细胞外的Ca²⁺，减少E钙黏素所需要的Ca²⁺，使occludin分解，引起旁细胞通透性增强。

Rho酶通过调节细胞内肌动蛋白和肌球蛋白，继而对紧密连接蛋白occludin进行调节。将occludin的cDNA转染至内皮细胞后，会观察到环形的肌动蛋白^[38]。Rho家族的鸟苷三磷酸酶(Rho GTPases)是一类小分子的G蛋白酶，相对分子质量为20×10³~30×10³，是Ras超家族中的一类，受PKC的调节^[39]，可作为信号分子调节细胞骨架相关的信号转导途径。激活Rho会使肌球蛋白磷酸化，使occludin在紧密连接处定位降低。

Rho GTPase，RhoA，Rac和Cdc42对紧密连接的结构、功能和肌动蛋白环具有重要的调节作用。Rho失活会引起occludin在细胞膜中重新排布，引起TEER降低，增加细胞通透性^[40]。增加Rho的活化作用，使肌动球蛋白环紧缩，破坏紧密连接的结构^[41]。抑制Rho活性并同时消除ATP，在转染细胞中会出现严重的紧密连接成分丢失的现象^[42]。紧密连接形成过程中，Rho激酶对细胞骨架发挥重要的调节作用。同时，Rho激酶抑制剂可破坏紧密连接的屏障功能。

除此之外，动物正常的生理调节会改变紧密连接的通透性，因为不同组织中紧密连接的生理性调节与其生理功能是相关联的。当动物采食后，为了吸收葡萄糖和氨基酸，小肠上皮细胞紧密连接的通透性会增强。

综上所述，通过以上调控途径对紧密连接蛋白occludin进行调节，因此研究以上途径中的关键因子及相关激酶的表达量或磷酸化程度，探明不同生理条件下，调节不同组织或细胞中紧密连接蛋白occludin的表达通路，通过控制occludin的通路调节occludin的表达量，为occludin在疾病治疗和动物营养中的应用提供重要的理论基础。