細胞連接的分子結構與動態調控是上皮生物學的核心，近年超解析影像與單分子追蹤揭示了 junction 的動態本質。
Tight junction 的動態與塑性
Claudin strand 並非靜態結構：FRAP 實驗顯示 claudin 在 strand 內 diffusion coefficient ~0.01-0.05 μm²/s。Strand 持續進行 breakage + annealing (動態平衡)。ZO-1 為 phase separation scaffold：其 PDZ-SH3-GUK domains 可形成 condensate，集中 claudin 與 actin 於 tight junction。
Tight junction 調控 paracellular permeability 的兩種模式：
- Pore pathway：claudin 形成 selective channel（如 claudin-2 的 cation pore），受 charge 與 size 雙重限制
- Leak pathway：strand breakage 造成 transient large pore，不受 charge-size 限制
TNFα, IFNγ 等 cytokines 降低 tight junction barrier（透過 MLCK 活化 → myosin II-mediated contraction → strand 張力增加 → breakage），與 IBD 有關。
Gap junction channel 的結構生物學
2015 年 Maeda 等人解析了 Cx26 gap junction channel 的 3.5 Å 晶體結構：hemichannel 六聚體 pore 直徑 ~14 Å，細胞外 loop (E1, E2) 形成 docking interface (interdigitated β-barrel)。N-terminal helix 在 pore 內形成 funnel 限制通透。
Gating mechanisms：
- Fast gate (Vj-dependent)：connexin N-terminal domain 擺動阻塞 pore
- Slow gate / loop gate：細胞外 loop 構形改變關閉 hemichannel
- Chemical gate：Ca²⁺-calmodulin 結合 C-terminal domain 關閉
Pannexin vs Connexin
Pannexin (Panx1-3) 與 connexin 結構相似但功能不同：Pannexin 主要為 hemichannel（不形成 intercellular gap junction），釋放 ATP (purinergic signaling)。Panx1 參與 inflammasome activation (ATP release → P2X7 → NLRP3)。
Tight junction 與 Claudin-based 標靶藥物
Claudin-4 為 CPE (Clostridium perfringens enterotoxin) receptor。CPE C-terminal domain 用於 targeting claudin-4 overexpressing tumor (pancreatic, ovarian, breast)。研究進行中利用 CPE 融合毒素做 targeted therapy。
Cell junction 的 mechanobiology
Adherens junction (E-cadherin) 與 tight junction 機械耦合：tension on E-cadherin → α-catenin conformational change → vinculin recruitment → actin reinforcement → 間接影響 tight junction organization。這解釋了 mechanical stretch 如何調控 barrier function。
Gap junction 在神經系統的角色
Electrical synapse（以 gap junction 構成）在 CNS 比原先認為的更普遍：thalamic reticular nucleus 的 synchronized oscillation、inferior olive 的 subthreshold oscillation、retina 的 rod/cone coupling。Connexin36 (Cx36) 為 neuron-specific connexin。