ジャクスタクリンシグナル伝達

生物学において、近接分泌シグナル伝達（または接触依存性シグナル伝達）は、多細胞生物における細胞間または細胞外マトリックス間の シグナル伝達の一種であり、密接な接触を必要とする。このタイプのシグナル伝達では、1 つの表面のリガンドが別の隣接表面の受容体に結合します。したがって、これは、細胞外空間への拡散によるシグナル伝達分子の放出、膜ナノチューブやサイトネム（「橋」に類似）などの長距離導管の使用、またはエクソソームや微小小胞（「ボート」に類似）などの細胞外小胞の使用とは対照的です。近接分泌シグナル伝達には 3 つのタイプがあります。

1. 膜結合リガンド（タンパク質、オリゴ糖、脂質）と2つの隣接する細胞の膜タンパク質が相互作用します。
2. 連絡接合部は、隣接する 2 つの細胞の細胞内区画を連結し、比較的小さな分子の通過を可能にします。
3. 細胞外マトリックス 糖タンパク質と膜タンパク質が相互作用します。

さらに、細菌などの単細胞生物では、ジャクストラクリンシグナル伝達は膜接触による相互作用を指します。

ジュクストラクリンシグナル伝達は、いくつかの成長因子、サイトカイン、ケモカイン細胞シグナルで観察されており、免疫応答において重要な役割を果たしています。^{[1]ジュクストラクリンシグナル伝達は、誘導と呼ばれるプロセスを通じて細胞の特定、または}細胞運命の決定にも関与しています。このプロセスでは、誘導細胞が応答細胞にシグナルを送り、応答細胞はそのシグナルを受信して​​、応答細胞の細胞運命決定プロセスを活性化します。この細胞間コミュニケーションは、胚のパターン形成、細胞タイプの多様性の確立、器官形成、さまざまな生物の組織の形成など、多くの発生プロセスで役割を果たしています。^[2] これは、特に心臓機能と神経機能の発達において重要な役割を果たしています。

その他のタイプの細胞シグナル伝達には、傍分泌シグナル伝達と自己分泌シグナル伝達があります。傍分泌シグナル伝達は短距離で発生しますが、自己分泌シグナル伝達では細胞が自身の傍分泌因子に反応します。

「juxtracrine」という用語は、もともとAnklesariaら（1990）によって、 TGFαとEGFR間のシグナル伝達の可能性のある方法を説明するために導入されました。^[1]

このタイプのシグナル伝達では、特定の膜結合リガンドが細胞膜に結合します。適切な細胞表面受容体または細胞接着分子を持つ細胞は、それに結合する可能性があります。^[3]細胞間シグナル伝達は、細胞に外因的なものと内因的なものの両方があります。内因性シグナル伝達は、細胞がカドヘリン、エフリン、およびノッチデルタシグナル伝達経路の助けを借りてより直接的に接続するため、細胞が定義する機構とより内因的に接続していることを示します。^[4]細胞は表面レベルのタンパク質を介して通信するため、傍分泌シグナル伝達は内因性の細胞間シグナル伝達であると考えられます。^[2]外部細胞間シグナル伝達は、シグナル伝達分子の結合部位を除いて、細胞構造に直接接触することなく、細胞内外に情報を持ち出すことを含みます。このような細胞間シグナル伝達は、傍分泌シグナル伝達と自己分泌シグナル伝達によって利用されます。^[4]

細胞間コミュニケーションに関与する細胞シグナル伝達経路には、Notch-Delta、FGF、Wnt、EGF、TGF-beta、Hedgehog、Hippo、Junキナーゼ、Nf-kB、レチノイン酸受容体などがあります。これらの経路の中で、より直接的な細胞間接触シグナル伝達を伴うため、傍分泌シグナル伝達はNotchとHippoを最も多く利用します。^[2]

Notchシグナル伝達経路は、特に神経発達に関与している。^{[3]脊椎動物と}ショウジョウバエのNotchシグナル伝達経路では、DeltaとNotchの結合により、受信細胞は神経細胞にならないように指示される。脊椎動物の眼の中で、どの細胞が視神経細胞になり、どの細胞がグリア細胞になるかは、Notchとそのリガンドによって制御される。^{[5] [6]}

エフリン-Ephのような細胞は、傍分泌シグナル伝達を介してのみ通信することができます。Ephリガンドは膜に結合している場合にのみ受容体を活性化できます。^[7]これは、受容体が結合するためにはEphリガンドの高密度が必要であるためです。^[8]エフリン-Ephは軸索誘導、血管新生、上皮細胞と神経細胞の移動に使用されます。^{[3] [8]}

隣接する2つの細胞は、細胞内区画間の連絡路を構築することができる。動物ではギャップ結合、植物ではプラズモデスマである。^{[3] [9]}

ギャップ結合は、脊椎動物ではコネキシン、無脊椎動物ではイネキシンから構成されています。電気シナプスは、ニューロン間の導電性ギャップ結合です。ギャップ結合は心筋細胞にとって非常に重要であり、特定のギャップ結合タンパク質が欠乏しているマウスやヒトは、心臓の発達に重篤な欠陥があります。^[10]

植物のプラスモデスマは細胞壁を貫通し、隣接する細胞との結合を促進する細胞質鎖である。プラスモデスマは構造的修飾と生合成の両方において非常に動的である。プラスモデスマは細胞をドメインに組織化し、植物の基本的な発達単位として機能するだけでなく、さまざまなタンパク質や核酸の細胞内移動を媒介することができる。^[11]

細胞外マトリックスは、生物の細胞によって生成される糖タンパク質（タンパク質とムコ多糖類（グリコサミノグリカン））で構成されています。これらは、支持構造を構築するためだけでなく、近くの細胞に即時の環境に関する重要な情報を提供するためにも分泌されます。実際、細胞自体が細胞外マトリックス分子との接触によって相互作用することができ、そのため、これは間接的な細胞間コミュニケーションと考えることができます。^[3]細胞は主に受容体インテグリンを使用してECMタンパク質と相互作用します。インテグリンは、細胞外構造と細胞内構造を統合し、それらが一緒に機能できるようにする受容体タンパク質ファミリーです。^[5]このシグナル伝達は、どの細胞が生きるか死ぬか、どの細胞が増殖するか、またはどの細胞が細胞周期を終了して分化できるかを指示することにより、細胞周期と細胞分化に影響を与えることができます。 ^[12]細胞分化では、細胞がその表現型または機能型を変更します。

• 細胞接着、細胞および/または細胞外マトリックス間の機械的接着
• 神経発達における細胞接着の役割
• 細胞接着分子
• パネキシン、細胞内と細胞外の空間の間の導管を形成するために使用される脊椎動物タンパク質
• オートクリンシグナル伝達
• 傍分泌シグナル伝達
• 内分泌系

• 「オートクリンとジャクスタクリンシグナル伝達モード」 - sysbio.org の図解