Các Phân tử Kết dính Tế bào (CAMs)

Các phân tử kết dính tế bào (CAMs) là các protein bề mặt tế bào làm trung gian cho sự gắn kết giữa các tế bào và giữa các tế bào với chất nền ngoại bào. Được nhóm thành nhiều họ – cadherin, integrin, selectin và các protein siêu họ globulin miễn dịch – chúng là các thành phần phân tử xây dựng các mối nối, hướng dẫn quá trình hình thái học, và cho phép các tế bào nhận biết và phản ứng với các tế bào lân cận và môi trường xung quanh.

Definition

Các phân tử kết dính tế bào là các protein xuyên màng hoặc liên kết màng có các miền ngoại bào liên kết với các phối tử trên các tế bào khác hoặc trong chất nền ngoại bào, làm trung gian cho sự kết dính và thường truyền tín hiệu qua màng; các họ chính là cadherin, integrin, selectin và các CAM siêu họ globulin miễn dịch.

Scope

Chủ đề này khảo sát các họ CAM chính, sự phân biệt giữa kết dính phụ thuộc canxi và không phụ thuộc canxi, sự khác biệt giữa gắn kết đồng loại (homophilic) và dị loại (heterophilic), sự tương phản giữa kết dính tế bào-tế bào và tế bào-chất nền, và vai trò của CAMs như các thụ thể truyền tín hiệu. Đây được coi là một mục tham khảo và giáo dục, không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Key concepts

• Cadherin (kết dính tế bào-tế bào phụ thuộc canxi)
• Integrin (kết dính tế bào-chất nền)
• Selectin (kết dính liên kết carbohydrate)
• CAMs siêu họ globulin miễn dịch
• Gắn kết đồng loại so với dị loại
• Kết dính tế bào-tế bào so với tế bào-chất nền
• Truyền tín hiệu và cảm nhận cơ học phụ thuộc kết dính

Mechanisms

Mỗi họ CAM sử dụng một chiến lược gắn kết đặc trưng. Cadherin làm trung gian cho sự kết dính tế bào-tế bào phụ thuộc canxi, chủ yếu là đồng loại và là lõi kết dính của các mối nối dính (adherens junctions) và thể liên kết (desmosomes); sự gắn kết canxi giữa các lặp lại ngoại bào của chúng là cần thiết cho sự kết dính. Integrin là các thụ thể dị nhị phân (heterodimeric receptors) liên kết với các phối tử chất nền ngoại bào và kết nối chất nền với bộ xương actin, làm trung gian cho sự kết dính tế bào-chất nền. Selectin liên kết với các phối tử carbohydrate đặc hiệu và hỗ trợ sự kết dính tạm thời, đáng chú ý là sự lăn của bạch cầu trên nội mô. Các CAM siêu họ globulin miễn dịch sử dụng các miền giống globulin miễn dịch để gắn kết đồng loại hoặc dị loại không phụ thuộc canxi. Ngoài việc giữ các tế bào tại chỗ, các phân tử kết dính hoạt động như các thụ thể: sự tương tác truyền tín hiệu vào bên trong và cho phép các tế bào cảm nhận các đặc tính cơ học của môi trường của chúng, do đó sự kết dính và truyền tín hiệu được kết nối.

Clinical relevance

CAMs điều chỉnh các quá trình như lắp ráp mô, vận chuyển bạch cầu và di chuyển tế bào, và sự thay đổi kết dính là một chủ đề lặp lại trong các nghiên cứu về viêm, phát triển và ung thư. Mục này mô tả các phân tử và cơ chế của chúng để tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị.

History

Sự công nhận rằng các họ protein riêng biệt làm trung gian cho sự kết dính tế bào xuất hiện vào những năm 1980, khi cadherin, integrin và các thụ thể kết dính khác được xác định về mặt hóa sinh. Tổng hợp của Gumbiner (1996) đã định hình sự kết dính tế bào như là cơ sở phân tử của kiến trúc mô và hình thái học, và các công trình cấu trúc sau này đã làm rõ cách cadherin và catenin lắp ráp và cách sự kết dính kết nối với truyền tín hiệu và cảm nhận cơ học.

Key figures

• Barry Gumbiner
• Masatoshi Takeichi
• Richard Hynes
• Benjamin Geiger

Seminal works

• gumbiner-1996
• gumbiner-2005
• shapiro-weis-2009

Frequently asked questions

Các họ phân tử kết dính tế bào chính là gì?

Các họ chính là cadherin, integrin, selectin và các CAM siêu họ globulin miễn dịch, mỗi loại có một cơ chế gắn kết riêng biệt và vai trò điển hình trong sự kết dính tế bào-tế bào hoặc tế bào-chất nền.

Các phân tử kết dính tế bào chỉ giữ các tế bào lại với nhau phải không?

Không. Ngoài việc làm trung gian cho sự kết dính, nhiều CAMs hoạt động như các thụ thể truyền tín hiệu: việc liên kết với các phối tử của chúng truyền thông tin vào tế bào và cho phép các tế bào cảm nhận các đặc tính cơ học của môi trường xung quanh.