细胞连接是维持多细胞生物细胞通讯、组织发育、器官形成、个体完整性的重要结构基础。在脊椎动物中，细胞连接主要由免疫球蛋白家族黏附分子、钙黏蛋白等黏附分子介导的黏附连接来实现。Sidekick(Sdk)蛋白作为一种免疫球蛋白细胞黏附分子，主要参与了黏附连接、神经突发育、树突形成、轴突目标识别、轴突导向以及突触形成等神经发育生物学过程。目前，对于Sdk介导细胞黏附连接的分子机制及其在原位细胞上空间排布的工作模式并不清楚。为了深入研究Sdk分子的发挥黏附功能的结构机制，我们首先利用X-射线晶体学解析了小鼠Sdk1和Sdk2分子N端前四个immunoglobulin(Ig)结构域的晶体结构，并借助电镜负染技术表征了Sdk分子膜外全长分子的构象特征。同时，通过细胞荧光实验发现Sdk分子N端的前四个Ig结构域是细胞黏附形成所必需的。进一步的脂质体黏附实验及脂质体pull down实验表明，Sdk分子与脂质双层膜存在相互作用，并且可能附着在脂膜上。为了直接观测Sdk介导的细胞黏附界面的结构，我们通过结合高压冷冻、冷冻替代、超薄切片、光镜电镜联合及电子断层成像技术，获得了Sdk1及Sdk2介导细胞间黏附连接形成的原位黏附界面结构。综合各项实验结果表明，Sdk分子N端前四个Ig结构域是其相互识别并结合的位点，而N端第五、第六个Ig结构域及FibronectinⅢ(FnⅢ)结构域通过与细胞膜的相互作用稳定了细胞间黏附连接。从而在分子水平阐释了Sdk蛋白介导细胞间黏附连接的结构机制，为理解细胞黏附的形成机制及其特异性和可塑性提供了直接的结构信息。同时也对理解其他免疫球蛋白家族细胞黏附分子的结构和机制以及相关神经网络的发育和形成提供了重要的结构证据。