Extracellular Matrix and Cell Adhesion Molecules

ECM i växter är huvudsakligen cellulosa och omger varje cell. Tillsammans med vatten bidrar det till anläggningens totala styvhet. Trädets förmåga att växa till en stor höjd och behålla sin styvhet beror delvis på cellulosa-ECM i cellväggarna tillsammans med andra biokemikalier inklusive lignin och extensiner.

En mindre lätt observerad form av ECM är finns i ryggradsdjur i tre huvudformer

  1. Bindvävnad – Detta innehåller massor av ECM och bara några få celler.
  2. Basal lamina – Detta kan betraktas som ECM för epitelial celler men formades till ett tufft skikt innehållande många kollagenfibrer och laminin och på vilka cellerna i epitelen ”sitter”. Mycket lite ECM omger varje enskild cell och de är förenade med varandra på olika sätt.
  3. Pericellulär matris – Med några få undantag omges alla celler av cell-extracellulär matris i viss utsträckning. Det är detta material som inte bara ger mekaniskt stöd genom att binda celler tillsammans utan med glycocalyx ger en biokemisk barriär runt cellen, en dockningsanläggning för import och export till och från cellen, och ett medium genom vilket kemisk signalering kan ske. Senaste arbetet indikerar att ECM-sockermolekyler kan spela en viktig roll i cancerbiologi.

Celladhesion Molecules (CAM)
Mycket få celler finns och fungerar isolerat. De flesta celler finns som ett system eller ett samhälle. CAM hjälper till att hålla samhället intakt genom att ge olika grader och typer av vidhäftning. Forskningsarbete indikerar att CAM, som ECM, är inblandade i cellsignalering. CAM: er är väl lämpade för att göra detta jobb eftersom vissa av dem passerar plasmamembranet och ger en väg in i cellen. Molekylernas vidhäftande natur ger också en ”klibbig yta” och några av dessa ”fångar” oavsiktligt RNA-virus som de som orsakar förkylning.

Cell ’Gör det själv’ (DIY) – lim och korsningar
Som med vissa ”Do It Yourself” (DIY) lim, är CAM bättre att klistra in vissa material men de kan också användas för att sammanfoga andra.
Det finns fyra huvudfamiljer av CAM (typer av lim) och dessa används i olika situationer:

  1. De som är involverade i korsningar mellan celler och celler är huvudsakligen molekyler i familjen som kallas kadheriner och beror på närvaron av kalciumjoner för att fungera (tänk på Ca-vidhäftning). Dessa molekyler är transmembrana glykoproteiner och kopplar cytoskelettet i en cell till cytoskelettet hos en annan.
  2. De som är inblandade i cell- och matrisövergångar tillhör en stor familj av CAM som kallas integriner (tänk på integriner som hjälper celler att utföra integration) .
    Integriner finns också som ”ankarplattor” i fokal vidhäftning och hemidesmosom-typkorsningar.
    Transmembranproteoglykaner är också involverade i vidhäftning till ECM och kopplingen till cytoskelettet.
  3. Immunoglobulin super familjen inkluderar speciella vidhäftningsmolekyler som används i nervsystemet.
  4. Selectinerna är speciella CAM: er som binder till cellytkolhydrater och är involverade i inflammationsresponsmekanismer.

Korsningar för lim
Precis som det finns olika typer av celllimmolekyler finns det olika typer av länkar eller korsningar. Det finns två huvudsakliga:

1) Täta korsningar – dessa tillåter inte molekyler att passera från cell till cell men de drar väggarna i de två cellerna mycket nära varandra.

2 Gapkorsningar – dessa sammanfogar två celler tillsammans med ett kluster av fina rör. Gap-korsningar gör att små molekyler, upp till en molekylvikt av 1200, kan passera från en cell till en annan. På detta sätt överför celler kemikalier till en angränsande cell i behov. Ett exempel på ’The Society of Cells’ på jobbet.

  • Bild på mänskliga epitelceller med kadherin färgad grön och kärnblå. Den gröna färgningskadherinet är mycket utbrett mellan dessa celler. Det är därför det verkar som att plasmamembranet är färgat grönt.

    (med tillstånd av Louise Cramer, Laboratory for Molecular Cell Biology & Cellbiologienhet, University College London , Storbritannien och Vania Braga, Imperial College London, Storbritannien)

CAMs and Cancer – en applikation i verkligheten
’Cut’ och ’Klistra in’ är kritiska kommandon i vissa cancerformer

ECM och CAM är involverade i många störningar. I vissa typer av cancer kan CAM involveras i spridningen av cancerceller från en primär plats till en sekundär. Vid det primära stället går cell till cell vidhäftning förlorad. Celler ”klipps” gratis och transporteras bort till en andra plats. Här ökas cellvidhäftningen och cellen klistras in på sin nya plats. Cellen delar sig och med bättre vidhäftning stannar och en sekundär cancer utvecklas. (Detta är en enkel beskrivning men principen är korrekt).
Det är uppenbart att förmågan att förstå och kontrollera ”klippa” och ”klistra in” kommandon i ”cancertillväxtprogrammet” kan hjälpa oss att förstå hur sekundära cancerformer utvecklas.

Sammanfattning

  • ECM och CAM har inkluderats i att ”packa upp cellen” eftersom dessa biologiska material är nära associerade med nästan alla celler. De ger viktiga tvåvägskommunikationslänkar från cellen till den omgivande miljön och från en cell till en annan. De ansvarar också för mycket av det fysiska stöd som gör det möjligt för celler att fungera som en grupp och som vävnad.
  • Molekylär cellbiologi av extracellulär matris (ECM) och associerad cell vidhäftningsmolekyler (CAM) visar sig vara ett mycket spännande upptäcktsområde med flera intressanta länkar till sjukdomar och störningar hos djur inklusive vissa cancerformer. Inte till skillnad från en korsordsmatris, med ledtrådar som kommer från olika håll, ger forskning om ECM och CAM några överraskande resultat. Det förväntas att forskning inom detta område kommer att visa att ECM och CAM har ett stort inflytande inte bara på en cells liv och död utan även på cellen som medlem i cellföreningen; cellen i ett socialt sammanhang.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *