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| 細胞接合 | |
|---|---|
 2つの細胞間の密着結合 | |
| 詳細 | |
| 識別子 | |
| ラテン | 細胞接合部 |
| TH | H1.00.01.0.00012 |
| ＦＭＡ | 67394 |
| 解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
細胞接合部[1]または接合複合体は、隣接する細胞間または動物の細胞と細胞外マトリックス間の接触または接着を提供する多タンパク質複合体からなる細胞構造の一種です。 [2]また、上皮の細胞間バリアを維持し、細胞間輸送を制御します。細胞接合部は特に上皮組織に豊富です。細胞接着分子および細胞外マトリックスと組み合わさって、細胞接合部は動物細胞をまとめるのに役立ちます。
細胞結合は、通信（ギャップ）結合と呼ばれる特殊なタンパク質複合体を介して隣接する細胞間の通信を可能にする上でも特に重要です。細胞結合は、細胞にかかるストレスを軽減する上でも重要です。
植物では、同様の連絡経路は原形質連絡と呼ばれ、真菌では隔壁孔と呼ばれます。[3]
種類
脊椎動物には、3つの主要なタイプの細胞接合部がある。[4]
- 接着結合、デスモソーム、ヘミデスモソーム（アンカー結合）
- ギャップ結合[5]（連絡結合）
- タイトジャンクション（閉塞ジャンクション）
無脊椎動物には、例えば隔壁接合（閉塞接合の一種）[4]やC.エレガンスの頂端接合など、他のいくつかの種類の特異的接合があります。多細胞植物では、細胞接合の構造的機能は細胞壁によって提供されます。植物のコミュニケーション細胞接合の類似物は、原形質連絡と呼ばれます。
アンカー接合
組織や臓器内の細胞は互いに固定され、細胞外マトリックスの成分に付着している必要がある。細胞はこれらの機能を果たすために数種類の接合複合体を発達させており、いずれの場合もアンカータンパク質が細胞膜を貫通して、ある細胞内の細胞骨格タンパク質を隣接する細胞の細胞骨格タンパク質や細胞外マトリックスのタンパク質にリンクしている。[6]
3 種類のアンカー接合が観察され、細胞骨格タンパク質アンカーと膜を貫通する膜貫通リンカータンパク質が互いに異なります。
アンカー型接合部は細胞をつなぎとめるだけでなく、組織に構造的な凝集性を与えます。これらの接合部は、皮膚や心臓など一定の機械的ストレスを受ける組織に最も多く見られます。[6]
デスモソーム
デスモソームは、付着斑とも呼ばれ、隣接細胞の細胞膜を貫通するリベットとして視覚化できます。ケラチンまたはデスミンで構成される中間径フィラメントは、膜の細胞質面に密なプラークを形成する膜関連付着タンパク質に付着しています。カドヘリン分子は、細胞質プラークに付着して膜を貫通し、隣接細胞の膜を通過してきたカドヘリンに強く結合することで、実際のアンカーを形成します。[7]
ヘミデスモソーム
ヘミデスモソームは、細胞骨格と上皮の下にある基底膜などの細胞外マトリックス成分との間にリベットのようなリンクを形成します。デスモソームと同様に、細胞質内の中間径フィラメントに結合しますが、デスモソームとは対照的に、膜貫通アンカーはカドヘリンではなくインテグリンです。[8]
接着結合
接着結合は、細胞質アクチンフィラメントを介して細胞を固定するという共通の特徴を持っています。デスモソームやヘミデスモソームと同様に、その膜貫通アンカーは、他の細胞に固定するものではカドヘリン、細胞外マトリックスに固定するものではインテグリン（接着斑）で構成されています。接着結合には、かなりの形態的多様性があります。細胞同士を結び付けるものは、孤立した縞や斑点、または細胞を完全に取り囲む帯として見られます。帯状の接着結合は、細胞膜の真下で細胞を取り囲むアクチンフィラメントの束に関連しています。接着斑と呼ばれる斑点状の接着結合は、細胞が細胞外マトリックスに接着するのを助けます。接着結合に結合する細胞骨格のアクチンフィラメントは収縮性タンパク質であり、固定機能を提供することに加えて、接着結合は上皮細胞シートの折り畳みと曲げに関与していると考えられています。アクチンフィラメントのバンドを「引き紐」に似たものと考えると、細胞群内のバンドの収縮によってシートが興味深いパターンに歪む様子を想像することができます。[6]
ギャップ結合
ギャップ結合または通信結合は、細胞外液と接触することなく、拡散を介して隣接する細胞質間の直接的な化学通信を可能にする。[9]これは、6つのコネキシンタンパク質が相互作用して、コネクソンと呼ばれる中央に孔のある円筒形を形成することによって可能になる。[10]コネクソン複合体は細胞膜全体に広がり、2つの隣接する細胞コネクソンが相互作用すると、完全なギャップ結合チャネルが形成される。[9] [ 10] コネクソンの孔はサイズや極性が異なるため、個々のコネクソンを構成するコネキシンタンパク質に応じて特異的になる可能性がある。[9] [10]ギャップ結合チャネルにはばらつきがあるものの、その構造は比較的標準的であり、この相互作用により、分子やイオンが細胞外液に逃げることなく効率的な通信が保証される。[10]
ギャップ結合は人体において重要な役割を果たしており[11] 、心筋の均一な収縮にも関与している。[11]ギャップ結合は脳内の信号伝達にも関与しており、ギャップ結合が欠如していると脳内の細胞密度が低下する。[12]網膜細胞や皮膚細胞も細胞分化や増殖においてギャップ結合に依存している。[11] [12]
タイトジャンクション
脊椎動物の上皮に見られるタイトジャンクションは、上皮層間の水と溶質の移動を制御するバリアとして機能します。タイトジャンクションは、方向の区別がないと定義される細胞間バリアに分類されますが、溶質の移動はサイズと電荷に大きく依存します。溶質が通過する構造は、ある程度孔に似ていることを示唆する証拠があります。
生理学的 pH はタイトジャンクションを通過する溶質の選択性に影響を及ぼし、ほとんどのタイトジャンクションは陽イオンに対してわずかに選択的です。さまざまな種類の上皮に存在するタイトジャンクションは、異なるサイズ、電荷、極性の溶質に対して選択的です。
タンパク質
タイトジャンクションに関与するタンパク質は約 40 種類特定されています。これらのタンパク質は、シグナル伝達タンパク質という 4 つの主要なカテゴリに分類できます。
役割
- 足場タンパク質- 膜貫通タンパク質を組織化し、膜貫通タンパク質を他の細胞質タンパク質やアクチンフィラメントに結合します。
- シグナル伝達タンパク質– ジャンクションの組み立て、バリアの調節、遺伝子の転写に関与します。
- 調節タンパク質– 膜小胞の標的化を調節します。
- 膜貫通タンパク質-接合部接着分子、オクルディン、クローディンなど。
クローディンは上皮層間の選択的透過性を担うタンパク質分子であると考えられています。
3次元画像はまだ実現されておらず、タイトジャンクションの機能に関する具体的な情報はまだ明らかにされていません。
三細胞接合部
三細胞接合部は、3つの細胞の角にある上皮を密閉する。3つの細胞頂点の形状のため、これらの部位の細胞を密閉するには、二細胞接合部とは異なる特定の接合組織が必要である。脊椎動物では、三細胞接合部の構成要素はトリセルリンと脂肪分解刺激性リポタンパク質受容体である。無脊椎動物では、構成要素はグリオタクチンとアナコンダである。[13]
三細胞接合部は細胞骨格組織と細胞分裂の調節にも関与している。特に、細胞がヘルトヴィッヒ則に従って分裂することを保証する。一部のショウジョウバエ上皮では、細胞分裂中に三細胞接合部が星状微小管を介して紡錘体装置と物理的に接触する。三細胞接合部は紡錘体装置に引っ張り力を及ぼし、細胞分裂の方向を決定するための幾何学的手がかりとして機能する。[14]
細胞結合分子
細胞接合部の形成に関与する分子には、様々な細胞接着分子が含まれる。主な種類としては、セレクチン、カドヘリン、インテグリン、免疫グロブリンスーパーファミリーの4つがある。[15]
セレクチンは細胞接着分子であり、炎症プロセスの開始に重要な役割を果たします。[16]セレクチンの機能的能力は、白血球と血管内皮との協力に限定されています。ヒトには、L-セレクチン、P-セレクチン、E-セレクチンの3種類のセレクチンがあります。L-セレクチンはリンパ球、単球、好中球を、P-セレクチンは血小板と内皮を、E-セレクチンは内皮のみを扱います。これらのセレクチンは、アミノ末端レクチンドメイン、炭水化物リガンド、成長因子様ドメイン、および相補結合タンパク質ドメインと一致する短い繰り返し単位（番号付き円）で構成された細胞外領域を持っています。[17]
カドヘリンはカルシウム依存性接着分子です。カドヘリンは形態形成、つまり胎児の発達の過程において極めて重要です。α-βカテニン複合体とともに、カドヘリンは細胞の細胞骨格の微小フィラメントに結合することができます。これにより、同種親和性の細胞間接着が可能になります。[18]接着結合部におけるβ-カテニン-α-カテニン結合複合体は、アクチン細胞骨格への動的なリンクの形成を可能にします。[19]
インテグリンは接着受容体として機能し、細胞膜を介して多方向に信号を伝達します。これらの分子は、単一のリガンドを多くのインテグリンに使用できるため、細胞間コミュニケーションの非常に重要な部分です。残念ながら、これらの分子の研究はまだ長い道のりを歩んでいます。[20]
免疫グロブリンスーパーファミリーは、同種親和性接着と異種親和性接着が可能なカルシウム非依存性タンパク質のグループです。同種親和性接着は、細胞表面の免疫グロブリン様ドメインが反対側の細胞表面の免疫グロブリン様ドメインに結合することで起こりますが、異種親和性接着は、免疫グロブリン様ドメインがインテグリンや炭水化物に結合することを指します。[21]
細胞接着は身体にとって重要な要素です。この接着が失われると、細胞構造、細胞機能、他の細胞や細胞外マトリックスとのコミュニケーションに影響を及ぼし、深刻な健康問題や病気につながる可能性があります。
参考文献
- ^ ミッチェル、リチャード・シェパード、クマール、ヴィナイ、アバス、アブル・K.、ファウスト、ネルソン (2007)。「第 13 章: 扁平上皮癌の形態に関するボックス」ロビンズ基礎病理学(第 8 版)。フィラデルフィア: サンダース。ISBN 978-1-4160-2973-1。
- ^ Fu, Rong; Jiang, Xiaowan; Li, Gang; Zhu, Yi; Zhang, Huimin (2022年12月). 「上皮細胞の接合部複合体：細胞外損傷と細胞内恒常性の監視役」. The FEBS Journal . 289 (23): 7314–7333. doi :10.1111/febs.16174. PMID 34453866. S2CID 237347708. 2023年1月23日閲覧。
- ^ Bloemendal, S; Kück, U (2013年1月). 「植物、動物、菌類における細胞間コミュニケーション：比較レビュー」. Die Naturwissenschaften . 100 (1): 3–19. Bibcode :2013NW....100....3B. doi :10.1007/s00114-012-0988-z. PMID 23128987. S2CID 11991859.
- ^ ab Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Molecular Biology of the Cell (第4版). New York: Garland Science . 2024年11月21日閲覧。
- ^アンドリュー・ L・ハリス、ダレン・ロック（2009年）。コネキシンズガイド。ニューヨーク：シュプリンガー。p.574。ISBN 978-1-934115-46-6。
- ^ abc Yan HH、Mruk DD、Lee WM、Cheng CY (2009)。「タイトジャンクションとアンカージャンクション間のクロストーク - 精巣からの教訓」。精子形成の分子メカニズム。実験医学と生物学の進歩。第636巻。ニューヨーク、NY：Springer-Verlag New York。pp. 234–54。doi ： 10.1007 /978-0-387-09597-4_13。ISBN 978-0-387-79990-2. PMC 4080640 . PMID 19856171.
- ^ Lie PP, Cheng CY, Mruk DD (2011).精上皮におけるデスモソーム様接合部：多目的アンカー接合部およびシグナル伝達物質の生物学。第286巻。pp . 223–69。doi :10.1016/ B978-0-12-385859-7.00005-7。ISBN 9780123858597. PMC 4381909 . PMID 21199783.
{{cite book}}:|journal=無視されました (ヘルプ) - ^ Gipson IK、Spurr-Michaud SJ、Tisdale AS (1988年4月)。「ヘミデスモソームとアンカーフィブリルコラーゲンは、発達と創傷治癒の間に同期して出現する」。発達生物学。126 (2): 253–62。doi : 10.1016 /0012-1606(88)90136-4。PMID 3350210 。
- ^ abc Evans WH、Martin PE (2002)。「ギャップジャンクション：構造と機能（レビュー）」。分子膜生物学。19 （ 2）：121–36。doi ：10.1080/09687680210139839。PMID 12126230。S2CID 20806078 。
- ^ abcd Lampe PD, Lau AF (2004年7月). 「コネキシンのリン酸化がギャップ結合コミュニケーションに与える影響」. International Journal of Biochemistry & Cell Biology . 36 (7): 1171–86. doi :10.1016/S1357-2725(03)00264-4. PMC 2878204. PMID 15109565 .
- ^ abc 「国際ギャップジャンクション会議抄録。2007年8月5～9日。デンマーク、エルシノア」。Cell Communication & Adhesion。14 ( 6): 275–346。2007年。doi :10.1080/15419060801891042。PMID 18392995 。
- ^ ab Wei CJ、Xu X、Lo CW (2004)。「コネキシンと細胞シグナル伝達と発達および疾患」。Annual Review of Cell and Developmental Biology。20 : 811–38。doi : 10.1146 /annurev.cellbio.19.111301.144309。PMID 15473861 。
- ^ Byri S, Misra T, Syed ZA, Batz T, Shah J, Boril L, Glashauser J, Aegerter-Wilmsen T, Matzat T, Moussian B, Uv A, Luschnig S (2015). 「トリプルリピートタンパク質Anakondaはショウジョウバエの上皮三細胞接合部の形成を制御する」。Developmental Cell . 33 (5): 535–48. doi : 10.1016/j.devcel.2015.03.023 . PMID 25982676.
- ^ ボスヴェルド F、マルコバ O、ギラオ B、マーティン C、ワン Z、ピエール A、バラキレヴァ M、ゴーグ I、エインズリー A、クリストフォロウ N、ルベンスキー DK、ミンク N、ベライシュ Y (2016)。 「上皮三細胞接合部は、有糸分裂の方向を定める間期の細胞形状センサーとして機能します。」自然。530 (7591): 496–8。Bibcode :2016Natur.530..495B。土井：10.1038/nature16970. PMC 5450930。PMID 26886796。
- ^ Lodish; et al. (2007).分子細胞生物学（第6版）. WH Freeman and Company. p. 803. ISBN 978-1429203142。
- ^ Tedder TF、Steeber DA、Chen A、Engel P (1995 年 7 月)。「セレクチン: 血管接着分子」。FASEBジャーナル。9 ( 10 ): 866–73。doi : 10.1096 /fasebj.9.10.7542213。PMID 7542213。S2CID 8315194 。
- ^ Bevilacqua MP 、Nelson RM (1993年2月) 。「セレクチン」。Journal of Clinical Investigation。91 (2): 379–87。doi : 10.1172 /JCI116210。PMC 287934。PMID 7679406 。
- ^ Rowlands TM、Symonds JM、Farookhi R、Blaschuk OW (2000 年 1 月)。「カドヘリン:生殖組織の構造と機能の重要な調節因子」。Reviews of Reproduction。5 (1): 53–61。doi :10.1530/revreprod/5.1.53。PMID 10711736 。
- ^ Brembeck FH、Rosário M、Birchmeier W (2006 年 2 月)。「細胞接着と Wntシグナル伝達のバランス、β-カテニンの重要な役割」。Current Opinion in Genetics & Development。16 ( 1): 51–9。doi : 10.1016 /j.gde.2005.12.007。PMID 16377174 。
- ^ Hynes RO (2002年9月). 「インテグリン：双方向アロステリックシグナル伝達装置」. Cell . 110 (6): 673–87. doi : 10.1016/S0092-8674(02)00971-6 . PMID 12297042. S2CID 30326350.
- ^ Wai Wong C, Dye DE, Coombe DR (2012). 「癌転移における免疫グロブリンスーパーファミリー細胞接着分子の役割」International Journal of Cell Biology . 2012 : 1–9. doi : 10.1155/2012/340296 . PMC 3261479 . PMID 22272201.
外部リンク
- アルバーツ、ブルース; ジョンソン、アレクサンダー; ルイス、ジュリアン; ラフ、マーティン; ロバーツ、キース; ウォルター、ピーター (2002)。「細胞接合部」。細胞の分子生物学 (第 4 版)。ニューヨーク: ガーランド サイエンス。ISBN 978-0-8153-3218-3。
- 米国国立医学図書館医学件名標目(MeSH)の細胞間+接合部
- 米国国立医学図書館医学件名標目(MeSH)の細胞マトリックス + 接合部
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