「細胞接着分子」の版間の差分

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英語名:Cell adhesion molecules  
英語名:Cell adhesion molecules  


 細胞が互いに認識・結合し、組織や器官を形成し、これらが集まり合うことで[[wikipedia:jp:多細胞生物|多細胞生物]]の個体が形作られる。また、細胞外環境に存在する[[細胞外マトリックス]]分子や分泌因子あるいは他の細胞の膜蛋白質など、多種多様な細胞外情報が細胞接着・認識分子群によって読み取られ、移動・接着・シグナル伝達・分化などの細胞の行動・運命が決定される。このように生物のかたちの形成と維持のみならず、生体機能の発現過程において多種多様な細胞接着分子群が機能している。神経系の発生・発達・機能発現の諸過程においても細胞接着分子群が重要な役割を果たしている。例えば、幹細胞の維持、細胞移動、軸索伸長・ガイダンス、樹状突起形成、シナプス形成、ニューロン-グリア細胞間結合、シナプス可塑性などの様々な場面における細胞接着分子群の機能が報告されている。<br> 細胞接着は、細胞同士の結合、細胞と細胞外マトリックス(細胞外基質)との結合に大別される。細胞同士の結合はさらに、カドヘリンや免疫グロブリンスーパーファミリーなどによる膜蛋白質同士の相互作用による特異的認識と接着、タイトジャンクションにおける強固な細胞間接着に分類することができる。細胞外マトリックス分子との接着はおもにインテグリン・ファミリー分子群が細胞膜受容体としてはたらく。
 細胞が互いに認識・結合し、組織や器官を形成し、これらが集まり合うことで[[wikipedia:jp:多細胞生物|多細胞生物]]の個体が形作られる。また、細胞外環境に存在する[[細胞外マトリックス]]分子や分泌因子あるいは他の細胞の膜蛋白質など、多種多様な細胞外情報が細胞接着・認識分子群によって読み取られ、移動・接着・シグナル伝達・分化などの細胞の行動・運命が決定される。このように生物のかたちの形成と維持のみならず、生体機能の発現過程において多種多様な細胞接着分子群が機能している。神経系の発生・発達・機能発現の諸過程においても細胞接着分子群が重要な役割を果たしている。例えば、[[wikipedia:jp:幹細胞|幹細胞]]の維持、細胞移動、軸索伸長・ガイダンス、[[wikipedia:jp:樹状突起|樹状突起]]形成、[[シナプス]]形成、[[ニューロン]]-[[グリア細胞]]間結合、[[シナプス可塑性]]などの様々な場面における細胞接着分子群の機能が報告されている。<br> 細胞接着は、細胞同士の結合、細胞と細胞外マトリックス(細胞外基質)との結合に大別される。細胞同士の結合はさらに、[[カドヘリン]]や[[免疫グロブリンスーパーファミリー]]などによる膜蛋白質同士の相互作用による特異的認識と接着、タイトジャンクションにおける強固な細胞間接着に分類することができる。細胞外マトリックス分子との接着はおもにインテグリン・ファミリー分子群が細胞膜受容体としてはたらく。


== 細胞接着における分子間の結合様式  ==
== 細胞接着における分子間の結合様式  ==
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=== ヘテロフィリック結合(異種分子親和性結合Heterophilic adhesion)  ===
=== ヘテロフィリック結合(異種分子親和性結合Heterophilic adhesion)  ===


 異種の分子が特異性をもって結合する様式をヘテロフィリック結合という。代表的なヘテロフィリック結合ペアとして、L1ファミリーとContactinファミリーの結合、ICAMファミリーと2インテグリンファミリーの結合などが報告されている。異なったタイプの細胞間の相互作用で使われる接着様式であり、最も研究が進展している例として、ニューロンとシュワン細胞(あるいはオリゴデンドロサイト)の接着による軸索の髄鞘化における[[免疫グロブリンスーパーファミリー]]分子群(Contactin, TAG-1, NrCAM, Neurofascin, Neclなど)の役割が知られている(詳細は「[[免疫グロブリンスーパーファミリー]]」の項を参照)。また、シナプス前部に存在する多様なNeurexinアイソフォームとシナプス後部のNeuroliginファミリーが選択的ヘテロフィリック結合をすることによって、シナプス形成の特異性を規定すると考えられている。  
 異種の分子が特異性をもって結合する様式をヘテロフィリック結合という。代表的なヘテロフィリック結合ペアとして、[[L1]]ファミリーとContactinファミリーの結合、ICAMファミリーとβ2インテグリンファミリーの結合などが報告されている。異なったタイプの細胞間の相互作用で使われる接着様式であり、最も研究が進展している例として、ニューロンとシュワン細胞(あるいはオリゴデンドロサイト)の接着による軸索の髄鞘化における[[免疫グロブリンスーパーファミリー]]分子群(Contactin, TAG-1, NrCAM, Neurofascin, Neclなど)の役割が知られている(詳細は「[[免疫グロブリンスーパーファミリー]]」の項を参照)。また、シナプス前部に存在する多様なNeurexinアイソフォームとシナプス後部のNeuroliginファミリーが選択的ヘテロフィリック結合をすることによって、シナプス形成の特異性を規定すると考えられている。  


=== リガンド架橋型結合(Ligand-bridged adhesion)  ===
=== リガンド架橋型結合(Ligand-bridged adhesion)  ===


 細胞表面の接着分子の間をリガンド分子が架橋しできる結合である。GDNFを介したGFR &alpha1同士の結合やCbln1を介したNeurexinをGluD2の結合が、特異的なシナプス形成に関与することが報告されている<ref><pubmed>17310246</pubmed></ref><ref><pubmed>23189042</pubmed></ref><ref><pubmed>21342763</pubmed></ref>。  
 細胞表面の接着分子の間をリガンド分子が架橋しできる結合である。GDNFを介したGFR&alpha;1同士の結合やCbln1を介したNeurexinをGluD2の結合が、特異的なシナプス形成に関与することが報告されている<ref><pubmed>17310246</pubmed></ref><ref><pubmed>23189042</pubmed></ref><ref><pubmed>21342763</pubmed></ref>。  


== 細胞接着分子の構造と機能  ==
== 細胞接着分子の構造と機能  ==
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=== インテグリン・ファミリー(Integrin family)  ===
=== インテグリン・ファミリー(Integrin family)  ===


 インテグリンはαサブユニットとβサブユニットのヘテロ2量体からなる2価カチオン(Mg2+あるいはCa2+)依存性の接着分子である。マウスでは16種類のαサブユニットと8種類のβサブユニット遺伝子が存在し、図4に示す組み合わせにより機能的なヘテロ2量体を形成する。多くのインテグリンは、Collagen, Vitronectin, Laminin, Fibronectinなどの細胞外マトリックス蛋白質をリガンドとして細胞−基質間の接着を司る。一方、一部のインテグリンはIgSFやカドヘリンと結合することで細胞間接着を担う。例えばβ2サブユニットを含むインテグリンLFA-1(αLβ2; CD11a/CD18)は、Telencephalin(ICAM-5)などのICAMファミリーIgSF分子群と結合し、免疫系および神経系における細胞間認識・接着において機能することが報告されている<ref><pubmed>17201681</pubmed></ref><ref><pubmed>18367254</pubmed></ref>。インテグリンの細胞内領域はTalin, &alpha-Actinin, Vinculinなどと結合し、アクチン細胞骨格系や様々な細胞内シグナル伝達系を制御する<ref><pubmed>12297042</pubmed></ref>。神経系におけるインテグリンの機能として、ニューロンの移動、軸索の伸長、シナプスの形成、神経可塑性の制御などが報告されている<ref><pubmed>15250583</pubmed></ref><ref><pubmed>17049262</pubmed></ref><ref><pubmed>16567651</pubmed></ref><ref><pubmed>19047646</pubmed></ref><ref><pubmed>19758485</pubmed></ref><ref><pubmed>22232691</pubmed></ref><ref><pubmed>23083738</pubmed></ref>。  
 インテグリンはαサブユニットとβサブユニットのヘテロ2量体からなる2価カチオン(Mg2+あるいはCa2+)依存性の接着分子である。マウスでは16種類のαサブユニットと8種類のβサブユニット遺伝子が存在し、図4に示す組み合わせにより機能的なヘテロ2量体を形成する。多くのインテグリンは、Collagen, Vitronectin, Laminin, Fibronectinなどの細胞外マトリックス蛋白質をリガンドとして細胞−基質間の接着を司る。一方、一部のインテグリンはIgSFやカドヘリンと結合することで細胞間接着を担う。例えばβ2サブユニットを含むインテグリンLFA-1(αLβ2; CD11a/CD18)は、Telencephalin(ICAM-5)などのICAMファミリーIgSF分子群と結合し、免疫系および神経系における細胞間認識・接着において機能することが報告されている<ref><pubmed>17201681</pubmed></ref><ref><pubmed>18367254</pubmed></ref>。インテグリンの細胞内領域はTalin, &alpha;-Actinin, Vinculinなどと結合し、アクチン細胞骨格系や様々な細胞内シグナル伝達系を制御する<ref><pubmed>12297042</pubmed></ref>。神経系におけるインテグリンの機能として、ニューロンの移動、軸索の伸長、シナプスの形成、神経可塑性の制御などが報告されている<ref><pubmed>15250583</pubmed></ref><ref><pubmed>17049262</pubmed></ref><ref><pubmed>16567651</pubmed></ref><ref><pubmed>19047646</pubmed></ref><ref><pubmed>19758485</pubmed></ref><ref><pubmed>22232691</pubmed></ref><ref><pubmed>23083738</pubmed></ref>。  


=== その他のシナプス接着分子  ===
=== その他のシナプス接着分子  ===
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