細胞接着とシグナル伝達

細胞外マトリックス(ECM)はコラーゲン、フィブロネクチン、ラミニン、プロテオグリカンなどを含む多糖類とタンパク質の混合物を包括する総称であり、すべて細胞によって分泌される。

細胞外マトリックス(ECM)は細胞遊走の経路を提供し、マトリックス中の分子は細胞成長、増殖、および遺伝子発現を誘導する古典的なシグナル伝達経路を活性化する。マトリックスのこれらの効果は、ECMおよび細胞骨格の成分に直接結合する膜結合型CAMに関わる。

細胞は、細胞骨格アクチンをフィブロネクチンの繊維に付着させる接着斑、および中間フィラメントを基底膜に連結させるヘミデスモソームという2種類のインテグリン依存性接合部を介して、下部の細胞外マトリックスに付着する。

接着斑

Rhoシグナル経路における線維芽細胞の活性化は、アクチンに富むストレスファイバーの形成を引き起こし、これは細胞の形状を維持し、それらを基層に接着するのを助ける。ストレスファイバーのアクチンフィラメントは、アダプタータンパク質を介してインテグリンのβサブユニットに結合している。ビンキュリンを含むこれらの末梢膜タンパク質は一般に、原形質膜のすぐ内側のサイトゾルの領域に位置している。

インテグリンは接着斑を組み立てるために集まる。このプロセスはミオシンIIによってアクチンフィラメントにもたらされた張力によって仲介される。アクチン結合タンパク質、キナーゼ、および膜結合タンパク質を含む20種類以上のタンパク質も接着斑に局在している。それらは、細胞増殖および細胞運動性のための接着依存性シグナルを活性化するように機能する。

細胞骨格との相互作用の媒介におけるインテグリンの役割は、ストレスファイバーとα5β1インテグリンの共局在を示す培養線維芽細胞の蛍光顕微鏡検査によって最初に示唆された。いくつかのセクションでは、外部フィブロネクチン繊維束は細胞内のアクチン繊維束と連続しているように見える。したがって、接着斑に局在化したインテグリンα5β1は、2種類の繊維を原形質膜の反対側に固定する。

ヘミデスモソーム

細胞–基質間に形成されるもう一つの接着構造はヘミデスモソーム(Hemidesmosomes)であり、主に上皮細胞の基底面に見られる。これらの接合部は上皮細胞をその下の基底層にしっかりと固定する。ヘミデスモソームのサイトゾル側は、ケラチン線維の末端に付着しているアダプタータンパク質からなるプラークからなる。

インテグリンα6β4は、ヘミデスモソームに局在し、そしてプラーク内のアダプタータンパク質であるプレクチンおよび細胞外マトリックスタンパク質であるラミニンに結合すると考えられる。細胞骨格の中間径フィラメントを基底膜の繊維と相互連結することによって、これらの細胞 - マトリックス接合部は上皮組織の全体的な強剛性を増大させる。