セマフォリン

セマフォリン
セマフォリン
識別子
シンボル	セマフォリン
インタープロ	著作権
医療機器	cd04979
メンブラノーム	71

セマフォリンは分泌タンパク質および膜タンパク質の一種で、もともと軸索成長円錐の誘導分子として同定された。主に短距離抑制シグナルとして働き、多量体受容体複合体を介してシグナルを伝達する。^[1]^{[2]セマフォリンは通常、軸索を不適切な領域から逸らすための合図であり、}神経系の発達において特に重要である。受容体として機能する主要なタンパク質のクラスはプレキシンと呼ばれ、多くの場合ニューロピリンが共受容体となっている。セマフォリンの主な受容体はプレキシンであり、RhoファミリーGTPaseの調節において確立された役割を持っている。最近の研究では、プレキシンはR-Rasにも影響を与え、R-Rasがインテグリンを調節できることがわかっている。このような調節はおそらくセマフォリンシグナル伝達の一般的な特徴であり、セマフォリン生物学の理解に大きく貢献している。

すべてのセマフォリンは、セマドメインと呼ばれる約 500 個のアミノ酸からなる特定の領域の発現によって特徴付けられます。

セマフォリンは、標識運搬者を意味するギリシャ語に由来する英語の単語「セマフォア」にちなんで名付けられました。^[3]

クラス

セマフォリンは、構造と系統樹の解析に基づいて、8つの主要なクラスに分類されます。^[4]最初の7つは、クラス1からクラス7まで番号順に並べられています。8番目のグループはクラスVで、Vはウイルスを表します。クラス1と2は無脊椎動物にのみ見られ、クラス3、4、6、7は脊椎動物にのみ見られます。クラス5は脊椎動物と無脊椎動物の両方に見られ、クラスVはウイルスに特有です。

クラス 1 と 6 は互いに相同であると考えられており、それぞれ無脊椎動物と脊椎動物で膜結合型です。同じことがクラス 2 と 3 にも当てはまり、どちらもそれぞれの分類群に特有の分泌タンパク質です。

セマフォリンの各クラスには、類似した特性を共有するさまざまな分子のサブグループが多数あります。たとえば、クラス 3 セマフォリンの範囲は SEMA3A から SEMA3G までです。

人間の場合、遺伝子は次のようになります。

SEMA3A、SEMA3B、SEMA3C、SEMA3D、SEMA3E、SEMA3F、SEMA3G
SEMA4A、SEMA4B、SEMA4C（「SEMAF」）、SEMA4D、SEMA4F、SEMA4G
SEMA5A、SEMA5B
SEMA6A、SEMA6B、SEMA6C、SEMA6D
セマ7A

セマフォリン受容体

異なるセマフォリンは異なるタイプの受容体を使用します。

ほとんどのセマフォリンは、プレキシンと呼ばれるタンパク質群の受容体を使用します。
クラス3セマフォリンは、ニューロピリン、クラスAプレキシン、細胞接着分子のヘテロ複合体を介してシグナルを伝達し、これらの複合体の構成は、異なるクラス3セマフォリンからのシグナルの結合と伝達に特異性を与えると考えられます。^[5]
クラス 7 セマフォリンはインテグリンを受容体として使用すると考えられています。

機能

セマフォリンは多用途のリガンドです。1992 年にバッタの肢芽における軸索誘導に関して発見されましたが、それ以来、セマフォリンが多くのプロセスで役割を果たしていることが発見されています。軸索の発達を誘導するだけでなく、免疫機能 (クラス 4、6、7) や骨の発達にも大きな役割を果たしています。クラス 3 セマフォリンは最も多用途のセマフォリンクラスの 1 つであり、その中で Sema3a が最も研究されています。

発達の過程で、セマフォリンとその受容体は、運動ニューロンのプールの選別と、これらのプールからの求心性および遠心性の軸索の経路探索の調整に関与している可能性がある。^[6]たとえば、Sema3aは、背根神経節、顔面神経、迷走神経、嗅覚感覚神経、皮質神経、海馬神経、小脳神経からの軸索をはじく。

クラス3セマフォリンは、脊髄損傷などの外傷性中枢神経系損傷後に重要な機能を果たします。クラス3セマフォリンは瘢痕組織に存在するため、外傷に関連する神経細胞と非神経細胞を制御します。クラス3セマフォリンは、中枢神経系の外傷後の軸索再生、再血管新生、再髄鞘形成、免疫反応を調節します。^[7]

注記

^ Kong Y、ヤンセン BJ、マリナウスカス T、ヴァンゴール VR、コールズ CH、カウフマン R、Ni T、ギルバート RJ、パディラ＝パラ S、パステルカンプ RJ、ジョーンズ EY (2016)。「プレキシンの活性化と制御の構造的基盤」。ニューロン。91 (8): 1-13。土井：10.1016/j.neuron.2016.06.018。PMC 4980550。PMID 27397516。
^ Janssen BJ、Malinauskas T、Weir GA 、Cader MZ、Siebold C、Jones EY (2012)。「ニューロピリンは三元シグナル伝達複合体で分泌セマフォリンをプレキシンに固定する」。Nature Structural & Molecular Biology。19 ( 12): 1293–1299。doi :10.1038/nsmb.2416。PMC 3590443。PMID 23104057。
^ Kolodkin, Alex L.; Matthes, David J .; Goodman, Corey S. (1993 年 12 月 31 日)。「セマフォリン遺伝子は膜貫通型および分泌型成長円錐ガイダンス分子のファミリーをコードしている」。Cell . 75 (7): 1389–1399. doi :10.1016/0092-8674(93)90625-Z. PMID 8269517. S2CID 21047504.
^セマフォ リン命名委員会 (1999 年 5 月)。「セマフォリン/コラプシンの統一命名法」。Cell . 97 (5): 551–2. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80766-7 . PMID 10367884。
^ Sharma A、Verhaagen J 、 Harvey AR (2012 年 7 月)。「クラス 3 セマフォリンのそれぞれの受容体複合体」。Frontiers in Cellular Neuroscience。6 : 28。doi : 10.3389 / fncel.2012.00028。PMC 3389612。PMID 22783168。
^ Cohen S、Funkelstein L、Livet J、Rougon G、Henderson CE、Castellani V、Mann F (2005 年 4 月)。「セマフォリンコードがマウスの発達中の脊髄運動ニューロンのサブポピュレーションを定義する」。ヨーロッパ 神経科学ジャーナル。21 (7): 1767–76。doi :10.1111/ j.1460-9568.2005.04021.x。PMID 15869472。S2CID 24049774 。
^ Mecollari V、Nieuwenhuis B、Verhaagen J (2014)。「中枢神経系 の外傷におけるクラスIIIセマフォリンシグナル伝達の役割に関する展望」。Frontiers in Cellular Neuroscience。8 : 328。doi : 10.3389 / fncel.2014.00328。PMC 4209881。PMID 25386118。

外部リンク

米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるセマフォリン

[pmid27397516-1] Kong Y、ヤンセン BJ、マリナウスカス T、ヴァンゴール VR、コールズ CH、カウフマン R、Ni T、ギルバート RJ、パディラ＝パラ S、パステルカンプ RJ、ジョーンズ EY (2016)。「プレキシンの活性化と制御の構造的基盤」。ニューロン。91 (8): 1-13。土井：10.1016/j.neuron.2016.06.018。PMC 4980550。PMID 27397516。

[pmid23104057-2] ^ Janssen BJ、Malinauskas T、Weir GA 、Cader MZ、Siebold C、Jones EY (2012)。「ニューロピリンは三元シグナル伝達複合体で分泌セマフォリンをプレキシンに固定する」。Nature Structural & Molecular Biology。19 ( 12): 1293–1299。doi :10.1038/nsmb.2416。PMC 3590443。PMID 23104057。

[3] ^ Kolodkin, Alex L.; Matthes, David J .; Goodman, Corey S. (1993 年 12 月 31 日)。「セマフォリン遺伝子は膜貫通型および分泌型成長円錐ガイダンス分子のファミリーをコードしている」。Cell . 75 (7): 1389–1399. doi :10.1016/0092-8674(93)90625-Z. PMID 8269517. S2CID 21047504.

[pmid10367884-4] ^セマフォ リン命名委員会 (1999 年 5 月)。「セマフォリン/コラプシンの統一命名法」。Cell . 97 (5): 551–2. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80766-7 . PMID 10367884。

[5] Sharma A、Verhaagen J 、 Harvey AR (2012 年 7 月)。「クラス 3 セマフォリンのそれぞれの受容体複合体」。Frontiers in Cellular Neuroscience。6 : 28。doi : 10.3389 / fncel.2012.00028。PMC 3389612。PMID 22783168。

[pmid15869472-6] Cohen S、Funkelstein L、Livet J、Rougon G、Henderson CE、Castellani V、Mann F (2005 年 4 月)。「セマフォリンコードがマウスの発達中の脊髄運動ニューロンのサブポピュレーションを定義する」。ヨーロッパ 神経科学ジャーナル。21 (7): 1767–76。doi :10.1111/ j.1460-9568.2005.04021.x。PMID 15869472。S2CID 24049774 。

[7] ^ Mecollari V、Nieuwenhuis B、Verhaagen J (2014)。「中枢神経系 の外傷におけるクラスIIIセマフォリンシグナル伝達の役割に関する展望」。Frontiers in Cellular Neuroscience。8 : 328。doi : 10.3389 / fncel.2014.00328。PMC 4209881。PMID 25386118。