셀렉틴
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
셀렉틴은 L-셀렉틴, E-셀렉틴, P-셀렉틴의 세 가지 단백질로 구성된 세포 부착 분자 계열이다. 이들은 렉틴 도메인, EGF 유사 도메인, 반복 단위, 막횡단 도메인, 세포질 꼬리로 구성되며, 조직 분포와 결합 역학의 차이를 보인다. E-셀렉틴은 내피 세포, L-셀렉틴은 백혈구, P-셀렉틴은 혈소판과 내피 세포에서 발현되며, 림프구 항상성 유지, 염증 과정, 암 전이에 관여한다. 특히 염증 반응에서 백혈구의 혈관 내 이동을 조절하며, 암세포의 전이에도 중요한 역할을 한다. 셀렉틴은 전단 응력에 따라 결합 친화도가 변하는 캐치 결합과 슬립 결합 거동을 보이며, 암 전이의 장기 선택성을 결정하는 데 기여한다. 셀렉틴은 '선택된'을 의미하는 단어와 렉틴에서 유래되었으며, 골다공증 치료 연구에도 활용될 가능성이 있다.
더 읽어볼만한 페이지
- 단백질 도메인 - CD4
CD4는 보조 T 세포 표면에서 T 세포 수용체의 공동수용체로 작용하여 항원제시세포와 상호작용을 돕고 T 세포 활성화 신호를 증폭시키는 면역계의 당단백질이며, HIV의 숙주 세포 침투 수용체로 작용하여 HIV 감염 및 AIDS 발병에 중요한 역할을 한다. - 단백질 도메인 - 인터루킨 4
인터루킨 4(IL-4)는 B 세포와 T 세포를 자극하고 형질세포로 분화시키는 사이토카인으로, 체액성 및 후천성 면역 조절, IgE 및 IgG4 생산 유도, MHC 클래스 II 생산 촉진과 함께 알레르기 질환, 기관지 천식, 만성 염증, 상처 치유, 암 발병 및 진행, HIV 질환 등 다양한 질병에 관여하는 것으로 알려져 있다.
| 셀렉틴 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 세포 부착 분자 패밀리 |
| 설명 | 셀렉틴은 세포 표면에서 발견되는 탄수화물 결합 단백질의 한 종류이다. |
| 기능 | |
| 역할 | 백혈구가 내피 세포에 부착되도록 하여 염증 반응을 촉진한다. |
| 작용 기전 | 셀렉틴은 C형 렉틴 도메인을 통해 당단백질 리간드에 결합한다. |
| 종류 | |
| L-셀렉틴 | 백혈구에서 발현됨 |
| E-셀렉틴 | 내피 세포에서 발현됨 |
| P-셀렉틴 | 혈소판과 내피 세포에서 발현됨 |
2. 구조
셀렉틴 계열에 속하는 세 가지 단백질인 L-셀렉틴, E-셀렉틴, P-셀렉틴은 공통적인 구조를 가진다. N-말단, 칼슘 의존성 렉틴 도메인, 상피 성장 인자(EGF) 유사 도메인, 다양한 수의 컨센서스 반복 단위(L-, E-, P-셀렉틴에 각각 2, 6, 9개), 막횡단 도메인, 세포질 내 꼬리로 구성된다.[4] 막횡단 및 세포질 부분은 셀렉틴 간에 보존되지 않아 각 셀렉틴이 다른 구획으로 표적화되는 역할을 한다.[4]
셀렉틴은 E-셀렉틴, L-셀렉틴, P-셀렉틴의 세 가지 주요 유형으로 분류된다.[4] 이들은 발현되는 세포와 기능에 차이가 있다.
이들은 공통적인 요소를 공유하지만, 조직 분포와 결합 역학은 상당히 다르며, 이는 다양한 병태생리학적 과정에서 각 셀렉틴의 상이한 역할을 반영한다.[5]
3. 종류
세 가지 셀렉틴은 막횡단 및 세포질 도메인을 제외하고 서열 상동성을 공유하며, 종 간에도 이러한 상동성이 보존된다. 상동성 분석 결과, 당을 결합하는 렉틴 도메인이 가장 잘 보존되어 있으며, 이는 세 가지 셀렉틴이 유사한 당 구조에 결합함을 시사한다.
3. 1. E-셀렉틴
E-셀렉틴은 내피 세포에서 발현되는 셀렉틴의 한 종류이다. 피부 미세 혈관을 제외하고는 평상시에는 발현되지 않지만, 염증성 사이토카인에 의해 빠르게 발현이 유도된다.[4] 염증 반응이 일어나면 E-셀렉틴은 백혈구가 혈관 내에서 이동하는 데 중요한 역할을 한다.
E-셀렉틴, L-셀렉틴, P-셀렉틴 이 세 가지 셀렉틴은 서로 간에, 그리고 종 간에 상당한 정도의 서열 상동성을 공유한다. 특히 당을 결합하는 렉틴 도메인이 가장 잘 보존되어 있어, 세 가지 셀렉틴이 유사한 당 구조에 결합함을 알 수 있다. 세포질 및 막횡단 도메인은 종 간에는 매우 보존되어 있지만, 셀렉틴 간에는 보존되지 않는다. 이 부분은 P-셀렉틴은 분비 과립으로, E-셀렉틴은 세포막으로, L-셀렉틴은 백혈구의 미세 주름 끝으로 표적화하는 것과 같이 서로 다른 구획으로 단백질을 이동시키는데 관여한다.[26]
3. 2. L-셀렉틴
L-셀렉틴은 혈관계 셀렉틴 중 가장 작으며, 모든 과립구, 단핵구와 대부분의 림프구에서 발현되어 백혈구의 대부분에 존재한다.[26] L-셀렉틴은 백혈구의 림프절 이동 및 염증 부위로의 이동에 관여한다.
L-셀렉틴은 (막 관통 도메인과 세포질 도메인을 제외하고) 다른 셀렉틴 및 종간 상동성을 보이며, 특히 당을 결합하는 렉틴 도메인이 가장 고도로 보존되어 있어 3가지 셀렉틴이 유사한 당 구조에 결합할 것으로 시사된다. 세포질 도메인과 막 관통 도메인은 종간에는 고도로 보존되어 있지만, 셀렉틴 유형 간에는 보존성이 나타나지 않는다. 이 부분들은 각각 다른 구획으로의 표적화를 담당하며, L-셀렉틴은 백혈구의 microfold 선단으로 표적화된다.[26]
3. 3. P-셀렉틴
P-셀렉틴은 셀렉틴 중 가장 크며, 혈소판의 α과립과 내피 세포의 Weibel–Palade 소체에 저장되어 있다. 활성화된 내피 세포와 혈소판에서 세포 표면으로 이동하며,혈소판 및 내피 세포에서 발현된다.[26] [4]
4. 기능
셀렉틴은 림프구 항상성 유지, 급성 및 만성 염증 과정, 암 전이에 중요한 역할을 한다. 특히 염증 반응에서 백혈구의 혈관 내 이동을 조절하는 데 핵심적인 역할을 한다.[4]
4. 1. 염증 반응
염증 반응 동안 내피 세포에서 P-셀렉틴이 먼저 발현되고, E-셀렉틴이 나중에 발현된다.[7] 히스타민과 트롬빈과 같은 자극은 내피 세포가 세포 내부의 Weibel-Palade 소체로부터 미리 형성된 P-셀렉틴을 즉시 방출하도록 유발한다.[7] TNF-알파와 같은 사이토카인은 E-셀렉틴 및 추가적인 P-셀렉틴의 전사 및 번역을 자극하여 몇 시간의 지연을 설명한다.[7]백혈구가 혈관 벽을 따라 이동함에 따라, 셀렉틴의 원위 렉틴 유사 도메인은 백혈구의 단백질(예: PSGL-1)에 제시된 특정 탄수화물 그룹에 결합하여 세포의 속도를 늦추고 혈관을 떠나 감염 부위로 들어갈 수 있도록 한다.[2] 셀렉틴의 낮은 친화력은 백혈구 부착 연쇄 반응 동안 백혈구에 기인하는 특징적인 "구르는" 작용을 가능하게 한다.[2]
4. 2. 리간드 결합
각 셀렉틴은 반대쪽 세포의 특정 글리칸(탄수화물)에 결합하는 탄수화물 인식 도메인을 가지고 있다.[1] 이들은 매우 유사한 단백질 폴드와 탄수화물 결합 잔기를 가지며, 그 결과 결합하는 글리칸에 중복이 발생한다.[1]셀렉틴은 시알릴 루이스 X (SLex) 결정인 “NeuAcα2-3Galβ1-4(Fucα1-3)GlcNAc”에 결합한다.[8] 그러나 SLex 자체는 효과적인 셀렉틴 수용체가 아니며, SLex 및 관련 시알산화, 푸코실화된 글리칸은 더 광범위한 결합 결정인자의 구성 요소이다.[8]
세 가지 셀렉틴에 대한 가장 잘 알려진 리간드는 모든 백혈구에서 발현되는 뮤신형 당단백질인 P-셀렉틴 당단백질 리간드-1 (PSGL-1)이다.
호중구와 호산구는 E-셀렉틴에 결합한다. E-셀렉틴에 대한 보고된 리간드 중 하나는 시알산화된 루이스 X 항원(SLex)이다. 호산구는 호중구와 마찬가지로 시알산화되고 프로테아제에 저항하는 구조를 사용하여 E-셀렉틴에 결합하지만, 호산구는 표면에 이러한 구조를 훨씬 낮은 수준으로 발현한다.[9]
호산구와 호중구의 P-셀렉틴에 대한 리간드는 유사한 시알산화, 프로테아제 민감성, 엔도-베타-갈락토시다아제 저항성 구조이며, E-셀렉틴에 대해 보고된 것과 명확히 다르며, 염증 반응 동안 동원에서 P-셀렉틴과 E-셀렉틴의 상이한 역할을 시사한다.[10]
4. 3. 결합 메커니즘
셀렉틴은 힌지 도메인을 가지고 있어 나노초 범위 내에서 '열린' 형태와 '닫힌' 형태 사이의 빠른 구조적 변화를 겪을 수 있다. 전단 응력이 셀렉틴 분자에 가해지면 '열린' 형태를 선호하게 된다.[11]백혈구 롤링에서 셀렉틴의 '열린' 형태는 PSGL-1 사슬을 따라 더 멀리 떨어진 곳에 위치한 시알릴 루이스 분자와 결합하여 전체 결합 친화도를 증가시킨다. 셀렉틴-시알릴 루이스 결합이 끊어지면 미끄러져 사슬 아래에 있는 다른 시알릴 루이스 분자와 새로운 결합을 형성할 수 있다. 그러나 '닫힌' 형태에서는 셀렉틴이 하나의 시알릴 루이스 분자와만 결합할 수 있으므로 결합 친화도가 크게 감소한다.
이러한 현상의 결과로 셀렉틴은 캐치 결합과 슬립 결합 행동을 보인다. 낮은 전단 응력 하에서는, 더 많은 셀렉틴이 '열린' 형태를 선호하기 때문에 결합에 가해지는 인장력의 증가로 인해 결합 친화도가 실제로 증가한다. 높은 응력에서는 셀렉틴-리간드 결합이 여전히 일반적인 슬립 결합이기 때문에 결합 친화도가 여전히 감소한다. 이 전단 응력 임계값은 백혈구 혈관 외유출을 시작하기에 적합한 혈관 직경을 선택하는 데 도움이 되며, 혈관 정체 시 부적절한 백혈구 응집을 방지하는 데에도 도움이 될 수 있다고 생각된다.[12]
5. 암 전이에서의 역할
셀렉틴은 염증뿐만 아니라 암 진행에도 관여할 수 있다.[4] 종양 세포는 셀렉틴 의존적 메커니즘을 이용하여 원격 장기 전이를 촉진하며, '백혈구 모방'을 보인다.[15]
전이성 종양에서 탄수화물 리간드의 발현 증가,[16] 종양 전이 부위의 내피 혈관 표면에서 E-셀렉틴 발현 증가,[17] 전이성 종양 세포의 내피 세포 부착 능력[18] 등은 셀렉틴이 전이에 관여함을 시사한다.
E-셀렉틴 외에도, 혈소판에서 발현되는 P-셀렉틴과 백혈구에서 발현되는 L-셀렉틴이 전이 초기 단계에서 순환하는 암 세포와 상호 작용하여 암 확산에 관여한다.[19][20]
5. 1. 장기 선택성
셀렉틴과 셀렉틴 리간드는 전이의 장기 선택성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.[19] 특정 케모카인, 사이토카인 및 프로테아제의 유전자 조절 및 활성화는 전이를 선호하는 장기로 유도할 수 있다.[19] 암세포가 혈관 밖으로 유출되기 위해서는 내피 세포와 암세포에 존재하는 리간드 또는 반대 수용체 간의 연속적인 부착 상호작용이 필요하다.[19] 암세포는 사이토카인을 방출하여 내피 세포를 직접 활성화하거나, 간접적인 방식으로 내피 부착 분자의 발현을 유도할 수 있다.[19]혈관벽의 셀렉틴 발현 정도와 암세포에 적절한 리간드가 존재하는지는 특정 장기에 암세포가 부착하고 혈관 외 유출을 하는 데 결정적인 영향을 미친다.[19] 내피의 차별적인 셀렉틴 발현 프로파일, 잠재적 표적 장기의 내피 세포에 의해 발현되는 셀렉틴, 그리고 암세포에서 발현되는 리간드의 특이적 상호작용은 전이의 장기 특이적 분포를 결정하는 주요 요인이다.[19]
6. 어원
셀렉틴(selectin)이라는 이름은 "선택된"을 뜻하는 단어와 탄수화물 인식 단백질의 일종인 렉틴에서 유래되었다.[6] 탄수화물 부분에 선택적으로 결합하는 데에서 이러한 명칭이 유래되었다.[28]
7. 연구 동향
셀렉틴은 뼈를 생성하는 조골 세포(골아세포)가 부족해 발생하는 질병인 골다공증 치료 연구에 응용될 가능성이 있다. 조골 세포는 줄기 세포에서 발달하며, 과학자들은 환자의 골수에 줄기 세포를 추가하여 골다공증을 치료할 수 있기를 희망한다. 연구자들은 셀렉틴을 사용하여 혈관계에 도입된 줄기 세포를 골수로 유도하는 방법을 개발했다.[21] E-셀렉틴은 골수에서 구성적으로 발현되며, 연구자들은 특정 당단백질로 줄기 세포를 태그하면 이러한 세포가 골수로 이동한다는 것을 보여주었다. 따라서 셀렉틴은 언젠가 골다공증의 재생 치료에 필수적일 수 있다.[22][43]
참조
[1]
논문
Insights into the molecular basis of leukocyte tethering and rolling revealed by structures of P- and E-selectin bound to SLe(X) and PSGL-1
2000-10
[2]
서적
Robbins Pathologic Basis of Disease
W.B Saunders Company
[3]
서적
The immune system
https://archive.org/[...]
Garland Science
[4]
논문
The role of selectins in inflammation and disease
2003-06
[5]
논문
Biophysics of selectin-ligand interactions in inflammation and cancer
2011-02
[6]
논문
The Interaction of Selectins and PSGL-1 as a Key Component in Thrombus Formation and Cancer Progression
2017
[7]
서적
Seldin and Giebisch's the Kidney
[8]
논문
E-selectin receptors on human leukocytes
2008-11
[9]
논문
Differences between human eosinophils and neutrophils in the function and expression of sialic acid-containing counterligands for E-selectin
1994-01
[10]
논문
Comparison of human eosinophil and neutrophil ligands for P-selectin: ligands for P-selectin differ from those for E-selectin
1995-03
[11]
논문
For catch bonds, it all hinges on the interdomain region
2006-09
[12]
논문
Catch bonds govern adhesion through L-selectin at threshold shear
2004-09
[13]
논문
Targeting selectins and selectin ligands in inflammation and cancer
2007-11
[14]
논문
Interactions between endothelial selectins and cancer cells regulate metastasis
2011-06
[15]
서적
Tumor-microenvironment interactions: the selectin-selectin ligand axis in tumor-endothelium cross talk
[16]
논문
Involvement of carbohydrate antigen sialyl Lewis(x) in colorectal cancer metastasis
1997-04
[17]
논문
Increased concentration of soluble E-selectin in the sera of breast cancer patients
[18]
논문
Death receptor-3, a new E-Selectin counter-receptor that confers migration and survival advantages to colon carcinoma cells by triggering p38 and ERK MAPK activation
2006-09
[19]
논문
Synergistic effects of L- and P-selectin in facilitating tumor metastasis can involve non-mucin ligands and implicate leukocytes as enhancers of metastasis
2002-02
[20]
논문
Progressive loss of endothelial P-selectin expression with increasing malignancy in colorectal cancer
2005-02
[21]
문서
In the lab of Robert Sackstein Harvard University
[22]
웹사이트
Sackstein Lab
http://sacksteinlab.[...]
[23]
논문
Insights into the molecular basis of leukocyte tethering and rolling revealed by structures of P- and E-selectin bound to SLe(X) and PSGL-1
2000-10
[24]
서적
The immune system
https://archive.org/[...]
Garland Science
[25]
서적
Robbins Pathologic Basis of Disease
W.B Saunders Company
[26]
논문
The role of selectins in inflammation and disease
2003-06
[27]
논문
Biophysics of selectin-ligand interactions in inflammation and cancer
2011-02
[28]
논문
The Interaction of Selectins and PSGL-1 as a Key Component in Thrombus Formation and Cancer Progression
2017
[29]
서적
Seldin and Giebisch's the Kidney
[30]
논문
E-selectin receptors on human leukocytes
2008-11
[31]
논문
Differences between human eosinophils and neutrophils in the function and expression of sialic acid-containing counterligands for E-selectin
1994-01
[32]
논문
Comparison of human eosinophil and neutrophil ligands for P-selectin: ligands for P-selectin differ from those for E-selectin
1995-03
[33]
논문
For catch bonds, it all hinges on the interdomain region
2006-09
[34]
논문
Catch bonds govern adhesion through L-selectin at threshold shear
2004-09
[35]
논문
Targeting selectins and selectin ligands in inflammation and cancer
2007-11
[36]
논문
Interactions between endothelial selectins and cancer cells regulate metastasis
2011-06
[37]
서적
Tumor-microenvironment interactions: the selectin-selectin ligand axis in tumor-endothelium cross talk
[38]
논문
Involvement of carbohydrate antigen sialyl Lewis(x) in colorectal cancer metastasis
1997-04
[39]
논문
Increased concentration of soluble E-selectin in the sera of breast cancer patients
[40]
논문
Death receptor-3, a new E-Selectin counter-receptor that confers migration and survival advantages to colon carcinoma cells by triggering p38 and ERK MAPK activation
2006-09
[41]
논문
Synergistic effects of L- and P-selectin in facilitating tumor metastasis can involve non-mucin ligands and implicate leukocytes as enhancers of metastasis
2002-02
[42]
논문
Progressive loss of endothelial P-selectin expression with increasing malignancy in colorectal cancer
2005-02
[43]
웹사이트
Sackstein Lab
http://sacksteinlab.[...]
2021-07-23
[44]
서적
Robbins Pathologic Basis of Disease
W.B Saunders Company
[45]
서적
The immune system
https://archive.org/[...]
Garland Science
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com