細胞外マトリックスと細胞接着分子

植物のECMは主にセルロースであり、各細胞を取り囲んでいます。水とともに、それは植物の全体的な剛性に貢献します。木の高さに成長し、その剛性を維持する能力は、部分的には、細胞壁のセルロースECMと、リグニンやエクステンシンなどの他の生化学物質によるものです。

ECMの観察が容易でない形態は脊椎動物に3つの主要な形態で見られます

  1. 結合組織–これには多くのECMと少数の細胞しか含まれていません。
  2. 基底膜–これは上皮のECMと見なすことができます細胞が、非常に多くのコラーゲン線維とラミニンを含む丈夫な層に形成され、その上に上皮の細胞が「座る」。個々の細胞を取り囲むECMはごくわずかであり、それらはさまざまな方法で互いに結合されています。
  3. 細胞周囲マトリックス–いくつかの例外を除いて、すべての細胞はある程度細胞外マトリックスに囲まれています。細胞を結合することによって機械的サポートを提供するだけでなく、糖衣と一緒にこの材料が、細胞の周りの生化学的バリア、細胞との間の輸出入のためのドッキング施設、および化学的シグナル伝達を行うことができる媒体を提供します。最近の研究は、ECM糖分子が癌生物学において重要な役割を果たす可能性があることを示しています。

細胞接着分子(CAM)
細胞はほとんど存在せず、単独で機能します。ほとんどの細胞はシステムまたは社会として存在します。 CAMは、さまざまな程度と種類の接着を提供することにより、社会を無傷に保つのに役立ちます。研究作業は、ECMのようなCAMが細胞シグナル伝達に関与していることを示しています。 CAMのいくつかは原形質膜を通過し、細胞への経路を提供するため、CAMはこの仕事をするのに非常に適しています。分子の接着性はまた、「粘着性の表面」を提供し、これらのいくつかは、一般的な風邪を引き起こすようなRNAウイルスを不注意に「捕獲」します。

細胞「自分でやる」(DIY)–接着剤と接合部
一部の「DoItYourself」(DIY)接着剤と同様に、CAMは一部の材料の接着に優れていますが、他の材料の接合にも使用できます。
CAM(接着剤の種類)には4つの主要なファミリーがあります。これらはさまざまな状況で使用されます。

  1. 細胞間結合に関与するものは主にカドヘリンと呼ばれるファミリーの分子であり、機能するためにカルシウムイオンの存在に依存します(Ca接着を考えてください)。これらの分子は膜貫通糖タンパク質であり、ある細胞の細胞骨格を別の細胞の細胞骨格にリンクします。
  2. 細胞間接合部に関与する分子は、インテグリンと呼ばれるCAMの大きなファミリーに属しています(インテグリンが細胞の統合を助けると考えてください) 。
    インテグリンは、焦点接着およびヘミデスモソーム型接合部の「アンカー」プレートとしても見られます。
    膜貫通プロテオグリカンは、ECMへの接着および細胞骨格への結合にも関与しています。
  3. Immunoglobulin superファミリーには、神経系で使用される特殊な接着分子が含まれます。
  4. セレクチンは、細胞表面の炭水化物に結合し、炎症反応メカニズムに関与する特殊なCAMです。

接合部接着剤の場合
細胞接着分子にはさまざまな種類がありますが、リンクや接合部にもさまざまな種類があります。主なものは2つあります。

1)タイトジャンクション–分子が細胞間を通過することはできませんが、2つの細胞の壁を非常に接近させます。

2 )ギャップジャンクション–これらは細いチューブのクラスターで2つのセルを結合します。ギャップ結合により、分子量1200までの小分子が1つのセルから別のセルに移動できます。このようにして、細胞は化学物質を必要としている隣接する細胞に渡します。はたらく細胞の例。

  • カドヘリンを含むヒト上皮細胞の画像ステンドグラスグリーンとニュークリアスブルー。緑の染色カドヘリンは、これらの細胞間に非常に広く分布しています。これが、原形質膜が緑色に染色されているように見える理由です。

    (Louise Cramer提供、分子細胞生物学研究所&ロンドン大学ユニバーシティカレッジ細胞生物学ユニット、英国およびVania Braga、インペリアルカレッジロンドン、英国)

CAMおよび癌–実際のアプリケーション
「カット」および「貼り付け」は、一部の癌では重要なコマンドです

ECMおよびCAMは多くの障害に関与しています。特定の種類の癌では、CAMが一次部位から二次部位への癌細胞の拡散に関与している可能性があります。一次部位では、細胞間の接着が失われます。細胞は「切断」されていない状態で、2番目の部位に運ばれます。ここで細胞接着が増加し、細胞は新しい場所に「貼り付け」られます。細胞は分裂し、接着力が向上したままになり、二次癌が発生します。 (これは簡単な説明ですが、原則は正しいです)。
明らかに、癌増殖「プログラム」の「カット」および「貼り付け」コマンドを理解および制御する能力は、二次癌がどのように発生するかを理解するのに役立つ可能性があります。

要約

  • ECMとCAMは、これらの生物学的材料がほぼすべての細胞と密接に関連しているため、「細胞の開梱」に含まれています。それらは、セルから周囲の環境へ、およびあるセルから別のセルへの重要な双方向通信リンクを提供します。それらはまた、細胞がグループおよび組織として機能することを可能にする多くの物理的サポートにも関与しています。
  • 細胞外マトリックス(ECM)および関連細胞の分子細胞生物学接着分子(CAM)は、いくつかの癌を含む動物の病気や障害にいくつかの興味深い関連がある、非常にエキサイティングな発見の領域であることが判明しています。クロスワードパズルマトリックスとは異なり、さまざまな方向から手がかりが得られますが、ECMとCAMの研究はいくつかの驚くべき結果を生み出しています。この分野の研究は、ECMとCAMが細胞の生死だけでなく、細胞社会の一員としての細胞にも大きな影響を与えることを示すことが期待されています。社会的文脈における細胞。

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