「Intercellular adhesion molecule-5」の版間の差分

(同じ利用者による、間の3版が非表示)

7行目:

担当編集委員：[http://researchmap.jp/read0192882 古屋敷智之]（東京科学大学大学院医歯学総合研究科薬理学分野）<br>

</div>

英：Intercellular adhesion molecule-5<br>

略称：ICAM-5<br>

別名：テレンセファリン (telencephalin)

15行目:

16行目:

　[[脊椎動物]]の[[脳]]は吻側から、[[終脳]]・[[間脳]]・[[中脳]]・[[後脳]]・[[髄脳]]の5つの大きなセグメント構造に分けられる。各セグメントは形態のみならず、機能的にも異なった役割を果たしている。また脳の発生・発達に伴う[[神経細胞]]の[[分化]]・[[移動]]、[[神経突起]]伸長、[[シナプス形成]]、[[神経回路網]]形成などの現象においても、セグメント構造が重要な基本単位となっている。これらのうち終脳は、感覚情報の統合、[[認知]]、[[学習]]・[[記憶]]、[[情動]]、[[意思決定]]、[[意識]]など脳の高次機能を担当する領域（[[大脳皮質]]・[[海馬]]・[[扁桃体]]・[[線条体]]など）を含んでおり、高等動物になるほど脳全体の中で終脳が占める割合が大きくなっている。テレンセファリン（ICAM-5）はこのような終脳に特異的に存在するユニークな分子である（'''図1'''）。

　1987年、[[wj:森憲作|森憲作]]らは[[嗅覚]]の[[一次中枢]]である[[嗅球]]に存在する様々なタイプの神経細胞に特異的な[[免疫組織化学]]用マーカーを得る目的で、[[ウサギ]]嗅球の[[樹状突起]]間[[シナプトソーム]]を[[抗原]]として[[モノクローナル抗体]]ライブラリーを作製した。その中のひとつ271A6抗体が終脳セグメント（telencephalon）の[[灰白質]]のみを選択的にラベルすることが見出された<ref name=Mori1987><pubmed>3295872</pubmed></ref>。この271A6抗体が認識する終脳特異的抗原分子はテレンセファリン（telencephalin: TLCN）と名付けられた<ref name=Oka1990><pubmed>2359499</pubmed></ref>~~。その後、多くの研究グループによりその構造・発現・機能解析が進められ、現在はintercellular adhesion molecule~~-5 (~~ICAM~~-5)と呼ばれている。

　1987年、[[wj:森憲作|森憲作]]らは[[嗅覚]]の[[一次中枢]]である[[嗅球]]に存在する様々なタイプの神経細胞に特異的な[[免疫組織化学]]用マーカーを得る目的で、[[ウサギ]]嗅球の[[樹状突起]]間[[シナプトソーム]]を[[抗原]]として[[モノクローナル抗体]]ライブラリーを作製した。その中のひとつ271A6抗体が終脳セグメント（telencephalon）の[[灰白質]]のみを選択的にラベルすることが見出された<ref name=Mori1987><pubmed>3295872</pubmed></ref>。この271A6抗体が認識する終脳特異的抗原分子はテレンセファリン（telencephalin: TLCN）と名付けられた<ref name=Oka1990><pubmed>2359499</pubmed></ref>。その後、多くの研究グループによりその構造・発現・機能解析が進められ、現在はICAM-5 (intercellular adhesion molecule-5)と呼ばれている。

[[ファイル:Matsuno ICM-5 Fig2.png|サムネイル|'''図2. ICAM-5の構造と結合分子''']]

==構造==

　ICAM-5は[[免疫グロブリンスーパーファミリー|免疫グロブリン（Ig）スーパーファミリー]]に属する[[I型膜タンパク質]]であり、アミノ末端の[[シグナルペプチド]]、9つのIgドメインから成る長い細胞外領域、細胞膜貫通領域、約60アミノ酸の細胞内領域で構成されている（'''図2'''）<ref name=Yoshihara1994><pubmed>7794412</pubmed></ref>。

26行目:

==サブファミリー==

　ICAM-5のIgドメインは、[[免疫]]系での細胞間相互作用に重要な役割を果たす[[ICAM-1]], [[ICAM-2|-2]], [[ICAM-3|-3]], [[ICAM-4|-4]]と非常に高い相同性を有しており、これら5つの分子で、Igスーパーファミリーの中の[[ICAMサブファミリー]]を形成する。ICAM-1, -2, -3はリンパ球・血管内皮細胞に、ICAM-4は赤血球に発現しており、ICAM-5は神経細胞に発現する唯一のICAMファミリー分子である。

　ICAM-5のIgドメインは、[[免疫]]系での細胞間相互作用に重要な役割を果たす[[ICAM-1]],[[ICAM-2|-2]], [[ICAM-3|-3]], [[ICAM-4|-4]]と非常に高い相同性を有しており、これら5つの分子で、Igスーパーファミリーの中の[[ICAMサブファミリー]]を形成する。ICAM-1, -2, -3はリンパ球・血管内皮細胞に、ICAM-4は赤血球に発現しており、ICAM-5は神経細胞に発現する唯一のICAMファミリー分子である。

==発現==

　ICAM-5の発現は[[中枢神経系]]の終脳(telencephalon)の[[スパイン]]を有する[[有棘神経細胞]]([[spiny neuron]])に特異的である<ref name=Mori1987><pubmed>3295872</pubmed></ref><ref name=Oka1990><pubmed>2359499</pubmed></ref>。例えば、[[大脳皮質]]においては[[錐体細胞]]に、嗅球においては[[顆粒細胞]]に発現している。神経細胞内では[[樹状突起]]に選択的に局在しており、[[軸索]]には存在しない<ref name=Benson1998><pubmed>9556028</pubmed></ref>。樹状突起においては樹状突起[[フィロポディア]]およびスパインの[[シナプス後肥厚]]部近傍に局在している<ref name=Murakami1991><pubmed>1717905</pubmed></ref><ref name=Matsuno2006><pubmed>16467526</pubmed></ref>。

　終脳有棘神経細胞特異的な発現はICAM-5遺伝子の転写開始点から上流1.1kb以内にある発現調節[[エンハンサー]]によって制御されている<ref name=Mitsui2006><pubmed>16581979</pubmed></ref>。また神経細胞における樹状突起選択的な局在には、ICAM-~~5タンパク質細胞内領域C末端の17アミノ酸の配列（樹状突起選択的ソーティングモチーフ）が必要かつ十分であることが示されている（'''図2'''）~~<ref name=Mitsui2005><pubmed>15689548</pubmed></ref>。

　終脳有棘神経細胞特異的な発現はICAM-5遺伝子の転写開始点から上流1.1kb以内にある発現調節[[エンハンサー]]によって制御されている<ref name=Mitsui2006><pubmed>16581979</pubmed></ref>。また神経細胞における樹状突起選択的な局在には、ICAM-5タンパク質細胞内領域C末端の17アミノ酸の配列（樹状突起選択的ソーティングモチーフ）が必要かつ十分であることが示されている（図２）<ref name=Mitsui2005><pubmed>15689548</pubmed></ref>。

　他のシナプス機能分子と同様にICAM-5は脳の機能発達に依存的な発現変動を示す。[[マウス]]では出生後から生後数週間にかけてICAM-5の発現が劇的に増加し、その後は若干減少するが、成体においても高い発現レベルが維持される<ref name=Yoshihara1994><pubmed>7794412</pubmed></ref>。末梢組織では生後[[ラット]]の[[下垂体]]や[[がん]]細胞でICAM-5の発現が確認されているが、その発現レベルは低く、機能や病態との関係については不明である<ref name=Eckstrum2016><pubmed>26789235</pubmed></ref><ref name=Maruya2005><pubmed>15975520</pubmed></ref>。

[[ファイル:Matsuno ICM-5 Fig3.png|サムネイル|'''図3. ICAM-5による樹状突起フィロポディア形成・維持メカニズム''']]

==機能==

===樹状突起フィロポディア形成・維持とスパイン成熟の抑制===

58行目:

57行目:

　[[脆弱X症候群]]は[[精神遅滞]]や[[自閉症]]様症状をきたす遺伝性の発達障害である。その解剖学的特徴として樹状突起スパインが細長く未熟な形態を示すことが知られている<ref name=Irwin2000><pubmed>11007554</pubmed></ref><ref name=Hinton1991><pubmed>1724112</pubmed></ref>。脆弱性X症候群はX染色体にある[[FMR1]]遺伝子の変異によって発症することが明らかにされているが、その遺伝子産物である[[fragile X mental retardation protein]] ([[FMRP]])はRNA結合タンパク質であり、機能分子の翻訳調節により神経発生やシナプス可塑性を制御している。近年、ICAM-5 [[mRNA]]はFMRPの標的分子の一つであることが報告された<ref name=Pei2020><pubmed>31882402</pubmed></ref>。脆弱性X症候群モデルマウスであるFMR1遺伝子欠損マウスの神経細胞ではICAM-5の発現亢進と、ICAM-5の膜局在を抑制する[[カドヘリン]]関連分子[[カルシンテニン]] ([[calsyntensin]])の発現低下が起きることが明らかとなった<ref name=Cheng2019><pubmed>31680833</pubmed></ref>。したがって脆弱性X症候群の病態である樹状突起スパインの形態異常や認知機能障害には、ICAM-5の発現レベルの変化および細胞膜における局在異常が関与している可能性が示唆される。

~~==関連項目==~~

* [[細胞接着分子]]

* [[免疫グロブリンスーパーファミリー]]

==参考文献==

@@ 7行目: / 7行目: @@
 担当編集委員：[http://researchmap.jp/read0192882 古屋敷 智之]（東京科学大学大学院 医歯学総合研究科 薬理学分野）<br>
 </div>
+英：Intercellular adhesion molecule-5<br>
 略称：ICAM-5<br>
 別名：テレンセファリン (telencephalin)
@@ 15行目: / 16行目: @@
 　[[脊椎動物]]の[[脳]]は吻側から、[[終脳]]・[[間脳]]・[[中脳]]・[[後脳]]・[[髄脳]]の5つの大きなセグメント構造に分けられる。各セグメントは形態のみならず、機能的にも異なった役割を果たしている。また脳の発生・発達に伴う[[神経細胞]]の[[分化]]・[[移動]]、[[神経突起]]伸長、[[シナプス形成]]、[[神経回路網]]形成などの現象においても、セグメント構造が重要な基本単位となっている。これらのうち終脳は、感覚情報の統合、[[認知]]、[[学習]]・[[記憶]]、[[情動]]、[[意思決定]]、[[意識]]など脳の高次機能を担当する領域（[[大脳皮質]]・[[海馬]]・[[扁桃体]]・[[線条体]]など）を含んでおり、高等動物になるほど脳全体の中で終脳が占める割合が大きくなっている。テレンセファリン（ICAM-5）はこのような終脳に特異的に存在するユニークな分子である（'''図1'''）。
-年、[[wj:森憲作|森憲作]]らは[[嗅覚]]の[[一次中枢]]である[[嗅球]]に存在する様々なタイプの神経細胞に特異的な[[免疫組織化学]]用マーカーを得る目的で、[[ウサギ]]嗅球の[[樹状突起]]間[[シナプトソーム]]を[[抗原]]として[[モノクローナル抗体]]ライブラリーを作製した。その中のひとつ271A6抗体が終脳セグメント（telencephalon）の[[灰白質]]のみを選択的にラベルすることが見出された<ref name=Mori1987><pubmed>3295872</pubmed></ref>。この271A6抗体が認識する終脳特異的抗原分子はテレンセファリン（telencephalin: TLCN）と名付けられた<ref name=Oka1990><pubmed>2359499</pubmed></ref>。その後、多くの研究グループによりその構造・発現・機能解析が進められ、現在はintercellular adhesion molecule-5 (ICAM-5)と呼ばれている。
+年、[[wj:森憲作|森憲作]]らは[[嗅覚]]の[[一次中枢]]である[[嗅球]]に存在する様々なタイプの神経細胞に特異的な[[免疫組織化学]]用マーカーを得る目的で、[[ウサギ]]嗅球の[[樹状突起]]間[[シナプトソーム]]を[[抗原]]として[[モノクローナル抗体]]ライブラリーを作製した。その中のひとつ271A6抗体が終脳セグメント（telencephalon）の[[灰白質]]のみを選択的にラベルすることが見出された<ref name=Mori1987><pubmed>3295872</pubmed></ref>。この271A6抗体が認識する終脳特異的抗原分子はテレンセファリン（telencephalin: TLCN）と名付けられた<ref name=Oka1990><pubmed>2359499</pubmed></ref>。その後、多くの研究グループによりその構造・発現・機能解析が進められ、現在はICAM-5 (intercellular adhesion molecule-5)と呼ばれている。
 [[ファイル:Matsuno ICM-5 Fig2.png|サムネイル|'''図2. ICAM-5の構造と結合分子''']]
 ==構造==
 　ICAM-5は[[免疫グロブリンスーパーファミリー|免疫グロブリン（Ig）スーパーファミリー]]に属する[[I型膜タンパク質]]であり、アミノ末端の[[シグナルペプチド]]、9つのIgドメインから成る長い細胞外領域、細胞膜貫通領域、約60アミノ酸の細胞内領域で構成されている（'''図2'''）<ref name=Yoshihara1994><pubmed>7794412</pubmed></ref>。
@@ 26行目: / 26行目: @@
 ==サブファミリー==
-　ICAM-5のIgドメインは、[[免疫]]系での細胞間相互作用に重要な役割を果たす[[ICAM-1]], [[ICAM-2|-2]], [[ICAM-3|-3]], [[ICAM-4|-4]]と非常に高い相同性を有しており、これら5つの分子で、Igスーパーファミリーの中の[[ICAMサブファミリー]]を形成する。ICAM-1, -2, -3はリンパ球・血管内皮細胞に、ICAM-4は赤血球に発現しており、ICAM-5は神経細胞に発現する唯一のICAMファミリー分子である。
+　ICAM-5のIgドメインは、[[免疫]]系での細胞間相互作用に重要な役割を果たす[[ICAM-1]],[[ICAM-2|-2]], [[ICAM-3|-3]], [[ICAM-4|-4]]と非常に高い相同性を有しており、これら5つの分子で、Igスーパーファミリーの中の[[ICAMサブファミリー]]を形成する。ICAM-1, -2, -3はリンパ球・血管内皮細胞に、ICAM-4は赤血球に発現しており、ICAM-5は神経細胞に発現する唯一のICAMファミリー分子である。
 ==発現==
 　ICAM-5の発現は[[中枢神経系]]の終脳(telencephalon)の[[スパイン]]を有する[[有棘神経細胞]]([[spiny neuron]])に特異的である<ref name=Mori1987><pubmed>3295872</pubmed></ref><ref name=Oka1990><pubmed>2359499</pubmed></ref>。例えば、[[大脳皮質]]においては[[錐体細胞]]に、嗅球においては[[顆粒細胞]]に発現している。神経細胞内では[[樹状突起]]に選択的に局在しており、[[軸索]]には存在しない<ref name=Benson1998><pubmed>9556028</pubmed></ref>。樹状突起においては樹状突起[[フィロポディア]]およびスパインの[[シナプス後肥厚]]部近傍に局在している<ref name=Murakami1991><pubmed>1717905</pubmed></ref><ref name=Matsuno2006><pubmed>16467526</pubmed></ref>。
-　終脳有棘神経細胞特異的な発現はICAM-5遺伝子の転写開始点から上流1.1kb以内にある発現調節[[エンハンサー]]によって制御されている<ref name=Mitsui2006><pubmed>16581979</pubmed></ref>。また神経細胞における樹状突起選択的な局在には、ICAM-5タンパク質細胞内領域C末端の17アミノ酸の配列（樹状突起選択的ソーティングモチーフ）が必要かつ十分であることが示されている（'''図2'''）<ref name=Mitsui2005><pubmed>15689548</pubmed></ref>。
+　終脳有棘神経細胞特異的な発現はICAM-5遺伝子の転写開始点から上流1.1kb以内にある発現調節[[エンハンサー]]によって制御されている<ref name=Mitsui2006><pubmed>16581979</pubmed></ref>。また神経細胞における樹状突起選択的な局在には、ICAM-5タンパク質細胞内領域C末端の17アミノ酸の配列（樹状突起選択的ソーティングモチーフ）が必要かつ十分であることが示されている（図２）<ref name=Mitsui2005><pubmed>15689548</pubmed></ref>。
 　他のシナプス機能分子と同様にICAM-5は脳の機能発達に依存的な発現変動を示す。[[マウス]]では出生後から生後数週間にかけてICAM-5の発現が劇的に増加し、その後は若干減少するが、成体においても高い発現レベルが維持される<ref name=Yoshihara1994><pubmed>7794412</pubmed></ref>。末梢組織では生後[[ラット]]の[[下垂体]]や[[がん]]細胞でICAM-5の発現が確認されているが、その発現レベルは低く、機能や病態との関係については不明である<ref name=Eckstrum2016><pubmed>26789235</pubmed></ref><ref name=Maruya2005><pubmed>15975520</pubmed></ref>。
 [[ファイル:Matsuno ICM-5 Fig3.png|サムネイル|'''図3. ICAM-5による樹状突起フィロポディア形成・維持メカニズム''']]
 ==機能==
 ===樹状突起フィロポディア形成・維持とスパイン成熟の抑制===
@@ 58行目: / 57行目: @@
 　[[脆弱X症候群]]は[[精神遅滞]]や[[自閉症]]様症状をきたす遺伝性の発達障害である。その解剖学的特徴として樹状突起スパインが細長く未熟な形態を示すことが知られている<ref name=Irwin2000><pubmed>11007554</pubmed></ref><ref name=Hinton1991><pubmed>1724112</pubmed></ref>。脆弱性X症候群はX染色体にある[[FMR1]]遺伝子の変異によって発症することが明らかにされているが、その遺伝子産物である[[fragile X mental retardation protein]] ([[FMRP]])はRNA結合タンパク質であり、機能分子の翻訳調節により神経発生やシナプス可塑性を制御している。近年、ICAM-5 [[mRNA]]はFMRPの標的分子の一つであることが報告された<ref name=Pei2020><pubmed>31882402</pubmed></ref>。脆弱性X症候群モデルマウスであるFMR1遺伝子欠損マウスの神経細胞ではICAM-5の発現亢進と、ICAM-5の膜局在を抑制する[[カドヘリン]]関連分子[[カルシンテニン]] ([[calsyntensin]])の発現低下が起きることが明らかとなった<ref name=Cheng2019><pubmed>31680833</pubmed></ref>。したがって脆弱性X症候群の病態である樹状突起スパインの形態異常や認知機能障害には、ICAM-5の発現レベルの変化および細胞膜における局在異常が関与している可能性が示唆される。
-==関連項目==
-* [[細胞接着分子]]
-* [[免疫グロブリンスーパーファミリー]]
 ==参考文献==