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| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | MATN3、DIPOA、EDM5、HOA、OADIP、OS2、マトリリン3、SEMDBCD | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：602109; MGI : 1328350;ホモロジーン: 1785;ジーンカード：MATN3; OMA :MATN3 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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マトリリン-3は、ヒトではMATN3遺伝子によってコードされるタンパク質である。[5] [6] [7] これは多くの種類の軟骨の発達に関連しており、[8]マトリリンファミリーの一部であり、マトリリン-1、マトリリン-2、マトリリン-3、マトリリン-4を含む。マトリリン-4は、軟骨と骨の形成、および発達後の恒常性の維持に関連するフィラメント形成アダプターオリゴマー細胞外タンパク質のファミリーである。[8]これは、アダプタータンパク質として機能する細胞外マトリックスタンパク質であると考えられており[9]、マトリリン-3サブユニットは、軟骨マトリックスタンパク質であるマトリリン-1のサブユニットとホモテトラマーとヘテロオリゴマーの両方を形成できます。この限定組織は、成長中の骨格組織、軟骨、骨で強く発現しています。[8] [10]
マトリリンファミリーの各メンバーは、1つまたは2つのフォン・ヴィレブランド因子A（vWFA）ドメイン、いくつかの上皮成長因子（EGF）様ドメイン、およびαヘリカルコイルドコイルドメインで構成されています。[9]マトリリン3には、マトリリンファミリーの他のメンバーに存在する2番目のvWFA様ドメインが含まれていません。[11]これは、ファミリーの中で最も短く、最も複雑でないメンバーであると考えられており、1つのフォン・ヴィレブランド因子Aドメイン、4つの上皮成長因子ドメイン、およびC末端コイルドコイルドメインのみで構成されています。[8] [9]マトリリン3タンパク質は、関節軟骨ネットワークの形成においてリンカー分子として重要な役割を果たすため、三重らせんコラーゲン、デコリン、およびビグリカンと結合を形成できる多量体タンパク質であると考えられています。[12]
マトリリン3の機能
マトリリン-3の主な機能は、軟骨の弾力性と強度を維持するために不可欠なコラーゲンIIとアグリカンの発現を高めることです。軟骨の構造を維持するだけでなく、その機能と病気の発症も維持します。[9]マトリリン-3は、成人期の病気の発症に関連しない限り、主に出生前の軟骨で発現しています。
構造
マトリリン-3タンパク質は染色体領域2（2p24 - p23）に割り当てられ、対応するmRNAは2.8kbで、調査されたすべての種類の軟骨で発現していることがわかっています。[13] [8]マトリリン-3は7つのドメインに配置され、486個のアミノ酸残基で構成されています。ヒトのマトリリン-3のヌクレオチド配列は、マウスのマトリリン-3と83％類似しており、ニワトリのマトリリン-3とは61％類似しています。[8]異なる種間の主な違いは、主に正に帯電したN末端ドメインにあり、これはヒトのマトリリン-3と比較してニワトリでは短いです。ニワトリのマトリリン-3は、ヒトやマウスのマトリリン-3配列のように、4つのEGF様ドメインに単一のアスパラギン酸残基の挿入を含まないという点でも異なります。[11]
マウスでは、マトリリン-3は骨格系の軟骨の発達時にのみ発現します。しかし、マトリリン-1は生涯を通じて軟骨組織で発現し続けますが、マトリリン-3は出生後これらの組織では現在発現していません。[8]予備的な免疫ブロット試験の結果、胎児組織ではマトリリン-3の発現が成人よりもはるかに高いことがわかりました。[11]しかし、これは成熟した軟骨でマトリリン-3が発現しないことを意味するものではありません。強力なマトリリン-3遺伝子発現と組織損傷の間には強い相関関係があります。[10]強力なマトリリン-3遺伝子発現は、関節軟骨を破壊し、表面だけでなく増殖および肥大領域でも損失をもたらす高レベルのマトリリン-3から発症する可能性のある変形性関節症の発症と一貫して関連付けられてきました。[8]
マトリリン3は、軟骨の細胞外マトリックスの構造的完全性を維持する上で重要な役割を果たしており、変形性関節症でレベルが上昇することが示されており、通常の状態でも骨に発現しています。また、骨の細胞外マトリックス成分も制御します。[9]マトリリン3はTGF-βおよびBMP-2と相互作用して、軟骨の細胞外マトリックスの恒常性を維持し、発達中の軟骨細胞を維持します。[9]マトリリン3が観察されている軟骨の種類は、関節軟骨と骨端軟骨を含む軟骨組織、および発達中の骨の軟骨原基です。[9]マトリリン3は、コラーゲンに依存しない細胞周囲ネットワークと細胞を接続してフィラメント状の接続を形成するため、コラーゲン依存性ネットワークの形成に不可欠です。[9]骨格の発達において、マトリリン-3は間葉系分化、脱分化、軟骨細胞の終末分化、および骨密度の維持に関与している。[9]
病気との相関関係
変形性関節症は、いくつかの遺伝子、特にマトリリン3の多型や変異によって引き起こされます。[9]マトリリン3の変異は、変形性関節症などの骨格疾患、多発性骨端異形成症（MED）や脊椎骨端骨幹端異形成症などの軟骨異形成症に関連しています。[8]多発性骨端異形成症（MED）の患者とマトリリン3タンパク質のvWFAドメインの変異との相関関係が示されています。（ncbi）マトリリン3の点変異は、マトリリン3が小胞体に保持され蓄積されるため、タンパク質の折り畳みと輸送に影響を及ぼし、細胞の周りの糸状ネットワークの形成を減少させます。[9]マトリリン-3は軟骨細胞中のコラーゲンIIとアグリカンを増加させ、ADAMTS5とMMP-13を減少させることも示されており、これは炎症によって引き起こされる肥大が減少することを示唆している。[9]
また、マトリリン-3がBMP2に結合すると、軟骨細胞におけるBMP受容体を介したSmad1のリン酸化およびコラーゲンXの発現が阻害されることが示されており、これはマトリリン-3が軟骨細胞の肥大性終末分化を阻害する拮抗薬として作用できることを示しています。[9]マトリリン-3の結合により、AKTリン酸化が増加し、軟骨細胞の生存およびECM合成が増加します。[9] MEDを引き起こす変異によって引き起こされるタンパク質構造の折り畳みは、vWFAドメインの中心のB鎖で最も顕著に見られます。[8]マトリリン-3は変形性関節症などの骨格疾患に関連しているため、中間および深部軟骨領域、さらにはおそらく軟骨下骨でもレベルが増加して存在することが示されています。骨では、マトリリン-3は、まだ吸収されていない石灰化した軟骨に存在するだけでなく、骨芽細胞や骨細胞によっても活発に合成されます。[11]
結論
マトリリン3タンパク質は、軟骨と骨の発達に関連するタンパク質であり、フォン・ヴィレブランド因子Aドメイン1つ、上皮成長因子ドメイン4つ、およびC末端コイルドコイルドメインで構成されています。[8] [9]マトリリン3の発現は、出生前の軟骨の発達に主に存在し、変形性関節症などの骨格疾患、多発性骨端異形成症（MED）や脊椎骨端骨幹端異形成症などの軟骨異形成症に関連しない限り、成人期には存在しなくなります。[8]マトリリン3の主な機能は、軟骨の弾力性と強度を維持するために不可欠なコラーゲンIIとアグリカンの発現を高めることです。[9]
参考文献
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外部リンク
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さらに読む
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