インテグリン細胞シグナル経路伝達

細胞は、インテグリンとアクチン細胞骨格との間のクロストークを介して細胞外マトリックス(ECM)における機械的および生化学的変化に応答する。

インテグリンは、18個のアルファサブユニットおよび8個のベータサブユニットからなるヘテロ二量体膜貫通受容体であり、これらは24個の組み合わせに非共有結合的に組み立てられる。インテグリン二量体は、重複する結合親和性で一連の異なるECM分子に結合する。

細胞による特異的インテグリン発現パターンは、細胞がどのECM基質に結合することができるかを決定し、インテグリン接着複合体の組成は下流のシグナル伝達事象、したがって最終的な細胞の挙動および運命を決定する。

インテグリンは、受容体型チロシンキナーゼ(RTK)などの膜貫通タンパク質キナーゼの細胞シグナル伝達経路を調節することによって細胞シグナル伝達において重要な役割を果たす。インテグリンと受容体型チロシンキナーゼとの間の相互作用は元来一方向性で支持的であると考えられていたが、最近の研究はインテグリンが細胞シグナル伝達においてさらなる多面的な役割を有することを示している。

インテグリンは、特異的なアダプターを原形質膜に動員することによって受容体型チロシンキナーゼシグナル伝達を調節することができる。例えば、β1cインテグリンはGab1/Shp2を動員し、そしてIGF1RにShp2を提示し、その結果、受容体の脱リン酸化が起こる。逆方向では、受容体型チロシンキナーゼが活性化されると、インテグリンは受容体型チロシンキナーゼおよびそれらの関連シグナル伝達分子と接着斑で共局在する。

インテグリン細胞シグナル伝達のメカニズム

インテグリンは、「inside out」シグナル伝達および「outside in」シグナル伝達と呼ばれる2つのメカニズムによって細胞シグナル伝達を媒介することができる。

#「inside out」シグナル伝達#「inside out」シグナル伝達は、細胞がインテグリン受容体の親和性状態を調節するメカニズムであり、細胞内シグナル伝達事象に応答して、インテグリンの細胞質ドメインから細胞外結合部位への立体構造変化の伝播にかかわると考えられている。

αサブユニットとβサブユニットの両方の細胞質ドメイン内のいくつかの領域が、インテグリン受容体の親和性状態の調節に関与していることが示されている。

リン酸化または脱リン酸化事象を通してもたらされるこれらの領域内の立体配座変化が、インテグリン活性状態を調節することができる他のタンパク質の会合を可能にするという証拠がある。

#「outside in」シグナル伝達#「outside in」シグナル伝達は、インテグリン連結後に細胞外マトリックスからのシグナルを媒介し、そして多くの基本的な細胞プロセスの調節に関与する。

それはインテグリン - リガンド結合、受容体の集団形成、および後の接着斑プラークの組み立てにかかわる。その中、接着斑プラークはパキシリン、タリン、ビンキュリン、α-アクチニン、テンシン、および接着斑キナーゼ(FAK)を含む細胞骨格タンパク質およびシグナル伝達分子の複合体である。

このプロセスは、GTPアーゼRho Aに依存している。リン酸化FAKはまた、おそらくRas活性化を介して、マイトジェン活性化タンパク質(MAP)キナーゼ経路の活性化をもたらす可能性があり、それが遺伝子発現に影響を与える可能性がある。

インテグリン細胞シグナル伝達の製品リスト

インテグリン遺伝子 一般名 染色体(ヒト)
ITGA1 integrin subunit alpha 1 5q11.2
ITGA2 integrin subunit alpha 2 5q11.2
ITGA2B integrin subunit alpha 2b 17q21.31
ITGA3 integrin subunit alpha 3 17q21.33
ITGA4 integrin subunit alpha 4 2q31.3
ITGA5 integrin subunit alpha 5 12q13.13
ITGA6 integrin subunit alpha 6 2q31.1
ITGA7 integrin subunit alpha 7 12q13.2
ITGA8 integrin subunit alpha 8 10p13
ITGA9 integrin subunit alpha 9 3p22.2
ITGA10 integrin subunit alpha 10 1q21.1
ITGA11 integrin subunit alpha 11 15q23
ITGAD integrin subunit alpha D 16p11.2
ITGAE integrin subunit alpha E 17p13.2
ITGAL integrin subunit alpha L 16p11.2
ITGAM integrin subunit alpha M 16p11.2
ITGAV integrin subunit alpha V 2q32.1
ITGAX integrin subunit alpha X 16p11.2
ITGB1 integrin subunit beta 1 10p11.22
ITGB2 integrin subunit beta 2 21q22.3
ITGB3 integrin subunit beta 3 17q21.32
ITGB4 integrin subunit beta 4 17q25.1
ITGB5 integrin subunit beta 5 3q21.2
ITGB6 integrin subunit beta 6 2q24.2
ITGB7 integrin subunit beta 7 12q13.13
ITGB8 integrin subunit beta 8 7p21.1