デスモソームとアドヘレンスジャンクション

デスモソームとアドヘレンスジャンクションは、細胞を機械的に結合させる主要な接着結合です。どちらもカドヘリン接着タンパク質を基盤としていますが、異なる細胞骨格系に結合します。アドヘレンスジャンクションはアクチンフィラメントネットワークに連結し、デスモソームは中間径フィラメントを固定することで、組織に伸展やせん断に抵抗する強度を与えています。

Definition

アドヘレンスジャンクションとデスモソームは、カドヘリンファミリーの接着タンパク質が細胞同士を結合させ、細胞質プラークタンパク質を介して細胞骨格に連結する接着細胞結合です。古典的カドヘリンとカテニンはアドヘレンスジャンクションをアクチンフィラメントに連結させ、デスモソームカドヘリンとプラキンはデスモソームを中間径フィラメントに連結させます。

Scope

このトピックでは、カドヘリンを基盤とする2つの接着結合、すなわちアドヘレンスジャンクション（zonula adherens）とデスモソーム（macula adherens）について、その接着タンパク質、細胞骨格に連結する細胞質プラークタンパク質、およびアクチンと中間径フィラメントへの対照的な連結を含めて解説します。これは臨床的ガイダンスではなく、参照および教育目的のエントリーとして扱われます。

Key concepts

• 接着結合
• アドヘレンスジャンクション（zonula adherens）
• デスモソーム（macula adherens）
• 古典的カドヘリンとカテニン
• デスモソームカドヘリン（デスモグレイン、デスモコリン）
• プラークタンパク質（プラコグロビン、プラコフィリン、デスモプラキン）
• アクチンフィラメントと中間径フィラメントの固定

Mechanisms

どちらの結合もカルシウム依存性カドヘリンを使用しており、その細胞外ドメインは細胞間の接着を媒介し、細胞質尾部は細胞骨格に連結するプラークタンパク質を動員します。アドヘレンスジャンクションでは、古典的カドヘリン（E-カドヘリンなど）がβ-カテニンおよびp120-カテニンと結合し、α-カテニンを介してアクチンフィラメントネットワークに連結し、頂端極近くに連続的な接着帯を形成します。デスモソームでは、デスモソームカドヘリン（デスモグレインおよびデスモコリン）がプラークタンパク質（プラコグロビン、プラコフィリン、デスモプラキン）と結合し、中間径フィラメントを固定することで、組織全体に機械的ストレスを分散させる点状のリベットを生成します。この分業により、アドヘレンスジャンクションとデスモソームは互いに補完し合い、前者は収縮性で動的であり、後者は堅牢で荷重を支える結合を提供します。

Clinical relevance

デスモソームとアドヘレンスジャンクションは上皮および心筋の機械的凝集性を提供するため、その構成要素は組織の完全性の文脈で研究されています。このエントリーは、参照および教育目的の構造とメカニズムを提示するものであり、診断や治療の根拠となるものではありません。

History

デスモソームと中間（アドヘレンス）結合は、FarquharとPalade（1963）によって、上皮の結合複合体の異なる要素として形態学的に定義されました。その後、竹市らによるカドヘリンの同定と、カテニンおよびプラークタンパク質機構の解明により、両結合が主に細胞骨格パートナーが異なるカドヘリンベースの接着システムであることが確立されました。

Key figures

• Masatoshi Takeichi
• Barry Gumbiner
• William Weis
• Andrew Kowalczyk
• Marilyn Farquhar

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• yap-1997
• meng-takeichi-2009
• delva-2009

Frequently asked questions

デスモソームはアドヘレンスジャンクションとどのように異なりますか？

どちらもカドヘリンを基盤とする接着結合ですが、アドヘレンスジャンクションはアクチンフィラメントネットワークに連結し、しばしば連続的な帯を形成するのに対し、デスモソームは特殊なデスモソームカドヘリンとプラークタンパク質を用いて、点状の部位で中間径フィラメントを固定します。

これらの結合においてカルシウムはどのような役割を果たしますか？

両結合で接着を媒介するカドヘリンはカルシウム依存性です。カルシウム結合はそれらの細胞外ドメインを硬化させ、隣接細胞上のパートナーカドヘリンと結合するために必要です。