카드헤린
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1. 개요
카드헤린은 세포 간 부착과 인식을 매개하는 단백질로, 다양한 종류가 존재하며 세포의 발생, 구조 형성, 암의 침윤 및 전이 등 다양한 생물학적 과정에 중요한 역할을 한다. 카드헤린은 세포 외부의 칼슘 결합 도메인을 공유하며, 고전적 카드헤린, 데스모솜 카드헤린, 프로토카드헤린, 비전형적 카드헤린으로 분류된다. 특히 E-카드헤린은 종양 억제에 중요한 역할을 하며, E-카드헤린의 기능 상실은 암의 침윤과 전이 증가와 관련이 있다.
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카드헤린 | |
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기본 정보 | |
유형 | 세포 부착 분자 |
기능 | 칼슘 의존적 세포 부착 |
위치 | 세포막 |
상세 정보 | |
유전자 | CDH1 (상피 카데린) CDH2 (신경 카데린) CDH3 (태반 카데린) CDH4 (R-카데린) CDH5 (혈관 내피 카데린) CDH6 CDH7 CDH8 CDH9 CDH10 CDH11 (골격 카데린) CDH12 (뇌 카데린) CDH13 (T-카데린/H-카데린) CDH14 CDH15 (M-카데린) CDH16 (KSP-카데린) CDH17 (간-장 카데린) CDH18 CDH19 CDH20 CDH22 CDH23 CDH24 CDH26 |
관련 용어 | |
관련 질병 | 암 |
관련 경로 | Wnt 신호 전달 경로 |
외부 링크 | |
데이터베이스 | GeneCards MeSH |
2. 배경
카드헤린 계열은 세포 간 접촉을 유지하고 세포 골격 복합체를 조절하는 데 필수적이다. 카드헤린 슈퍼패밀리에는 카드헤린, 프로토카드헤린, 데스모글레인, 데스모콜린 등이 포함된다.[2][3] 구조적으로 이들은 세포 외부의 Ca2+-결합 도메인인 ''카드헤린 반복 서열''을 공유한다. 여러 종류의 카드헤린 분자가 있으며, 각각 결합하는 조직을 나타내는 접두사로 지정된다. 고전적 카드헤린은 시스(cis) 상태에서 동종 이량체를 형성하여 조직의 긴장도를 유지하는 반면, 데스모솜 카드헤린은 이종 이량체이다.[4] 고전적 카드헤린의 세포 내 부분은 액틴 세포 골격과의 연결을 가능하게 하는 단백질 복합체와 상호 작용한다. CELSR1과 같은 비정형 카드헤린은 다른 카드헤린의 세포 외부 반복 서열과 결합 활성을 유지하지만 구조적으로 크게 다를 수 있으며, 일반적으로 부착보다는 발달 신호 전달에 관여한다.[5]
카드헤린은 폴리펩타이드로 합성되어 세포 간 부착 및 인식을 매개하는 단백질이 되기 위해 많은 번역 후 변형을 거친다.[11] 이러한 폴리펩타이드는 길이가 약 720–750 아미노산이다. 각 카드헤린은 작은 C-말단 세포질 구성 요소, 막횡단 구성 요소, 그리고 단백질의 나머지 대부분인 세포 외(세포 외부) 부분을 가지고 있다. 막횡단 구성 요소는 단일 사슬 당단백질 반복체로 구성된다.[14] 카드헤린은 Ca2+에 의존적이므로 Ca2+ 이온의 결합 부위 역할을 하는 5개의 탠덤 세포 외 도메인 반복체를 가지고 있다.[12] 세포 외 도메인은 두 개의 별개의 ''트랜스'' 이량체 구조, 즉 가닥 교환 이량체(S-이량체)와 X-이량체와 상호 작용한다.[12] 현재까지 인간에게서 100가지 이상의 카드헤린이 확인되고 염기서열이 분석되었다.[13]
카드헤린은 세포 부착, 배아 발생, 형태 형성, 암의 침윤 및 전이, 시냅스 형성, 시냅스 가소성 등에 관여한다.
3. 구조
조절 단백질에는 p-120 카테닌, -카테닌, -카테닌 및 빈큘린이 포함된다.
4. 기능
4. 1. 발생
발생 초기 단계에서 E-카드헤린(상피 카드헤린)이 가장 많이 발현된다.[15] 신경관 형성 동안 두개 신경 융기 근처에 위치한 조직은 N-카드헤린 발현이 감소한다.[16] N-카드헤린은 심근 세포 사이에 강력하게 부착하여 심장이 혈압으로 인해 발생할 수 있는 파열, 변형 및 피로를 극복할 수 있도록 돕는다.[17] 카드헤린은 이웃 세포와 부착 접합부를 형성해야 하는 상피-간엽 전환을 통해 세포 이동에 중요한 역할을 한다.[16]
4. 2. 종양 전이
E-카드헤린-카테닌 복합체는 세포 부착에 핵심적인 역할을 하며, 이러한 기능의 상실은 종양의 침윤 및 전이 증가와 관련이 있다.[19] E-카드헤린 발현 억제는 세포-세포 부착 기능 장애를 유발하는 주요 분자 사건 중 하나로 여겨지며, 이는 국소 침윤 및 궁극적으로 종양 발달로 이어질 수 있다. E-카드헤린은 종양 억제에 중요한 역할을 하기 때문에 "침윤 억제 인자"라고도 불린다.[20]
4. 3. 암과의 상관관계
카드헤린과 다른 추가적인 요인들이 일부 암의 형성 및 성장, 그리고 종양이 어떻게 계속 성장하는지와 상관관계가 있다는 것이 밝혀졌다.[22] 세포 접착 분자인 E-카드헤린의 손실은 암종과 같은 상피형 암의 형성에 인과적으로 관련되어 있다. 모든 유형의 카드헤린 발현 변화는 종양 세포 부착을 제어할 뿐만 아니라 암세포가 통제 불능 상태로 성장하게 하는 신호 전달에도 영향을 미칠 수 있다.[23]
상피 세포 암에서 세포 간 접착의 파괴는 2차 악성 종양의 발달로 이어질 수 있는데, 이는 암의 주요 부위와 멀리 떨어져 있으며 E-카드헤린 또는 관련 카테닌의 발현 이상으로 인해 발생할 수 있다. 일반적으로 세포를 함께 묶는 접착제 역할을 하는 카드헤린 당단백질과 같은 세포 부착 분자(CAM)는 세포 간 상호 작용의 중요한 매개체 역할을 한다. 모든 상피 세포 표면의 E-카드헤린은 세포질 내 카테닌과의 상호 작용을 통해 액틴 세포 골격과 연결된다. 따라서 세포 골격에 고정된 한 세포 표면의 E-카드헤린은 다른 세포의 E-카드헤린과 결합하여 다리를 형성할 수 있다. 상피 세포 암에서 전이로 이어질 수 있는 세포 간 접착의 파괴는 E-카드헤린 또는 관련 카테닌의 발현 이상으로 인해 발생할 수 있다.[22]
4. 4. 자궁내막 및 배아 발생과의 상관관계
이 당단백질 계열은 칼슘 의존적 세포 간 부착 기전을 담당한다. E-카데린은 발생 과정, 신경관 형성, 기관 형성을 포함한 여러 과정에서 배아 발생에 매우 중요하다.[24] E-카데린 억제는 세포 내 부착을 손상시킨다.[24] 이러한 분자의 수치는 황체기 동안 증가하며, 자궁 내 칼시토닌과 함께 프로게스테론에 의해 발현이 조절된다.[24]
5. 종류
카드헤린 계열은 세포 간 접촉을 유지하고 세포 골격 복합체를 조절하는 데 필수적이다. 카드헤린 슈퍼패밀리에는 카드헤린, 프로토카드헤린, 데스모글레인, 데스모콜린 등이 있다.[2][3]
척추동물에서는 100가지가 넘는 다양한 종류의 카드헤린이 발견되며, 크게 고전적 카드헤린, 데스모솜 카드헤린, 프로토카드헤린, 비전형적 카드헤린의 네 가지 그룹으로 분류할 수 있다.[26][27] 무척추동물은 20가지 미만의 카드헤린을 가지고 있다.[27]
특정 카드헤린 아형을 포함하는 세포는 발달 생물학에서 뿐만 아니라 세포 배양에서도 다른 유형을 배제하고 함께 뭉치는 경향이 있다.[6] 예를 들어, N-카드헤린을 포함하는 세포는 다른 N-카드헤린 발현 세포와 뭉치는 경향이 있다.
5. 1. 고전적 카드헤린
E-카드헤린 (상피): 상피 조직에서 발견되며, APC/C 활성화 단백질 CDH1과 혼동해서는 안 된다. E-카드헤린은 암 형성에 중요한 역할을 하는데, E-카드헤린 기능의 조절 이상은 유방암 종양 형성에 중요한 단계이다.[28]N-카드헤린 (신경): 뉴런에서 발견된다.
카드헤린 12, 유형 2 (N-카드헤린 2)
P-카드헤린 (태반): 태반에서 발견된다.
클래식 카데린 (E-카데린, N-카데린, P-카데린): 처음에 발견된 E-카데린은 역사적으로 L-CAM (닭), 우보몰린 등으로도 불렸다.
5. 2. 데스모솜 카드헤린
- 데스모글레인 (DSG1, DSG2, DSG3, DSG4)
- 데스모콜린 (DSC1, DSC2, DSC3)
5. 3. 프로토카드헤린
프로토카드헤린은 호모필 세포 부착 단백질인 카드헤린 슈퍼패밀리의 가장 큰 포유류 하위 그룹이다.프로토카드헤린 종류 |
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5. 4. 비전형적/비그룹화 카드헤린
- CDH4 - R-카데린(망막)
- CDH5 - VE-카데린(혈관 내피)
- CDH6 - K-카데린(신장)
- CDH7 - 카데린 7, type 2
- CDH8 - 카데린 8, type 2
- CDH9 - 카데린 9, type 2(T1-카데린)
- CDH10 - 카데린 10, type 2(T2-카데린)
- CDH11 - OB-카데린(골아세포)
- CDH13 - T-카데린 - H-카데린(심장)
- CDH15 - M-카데린(근관)
- CDH16 - KSP-카데린
- CDH17 - LI 카데린(간, 창자)
- CDH18 - 카데린 18, type 2
- CDH19 - 카데린 19, type 2
- CDH20 - 카데린 20, type 2
- CDH23 - 카데린 23(신경감각 상피)
- CDH22, CDH24, CDH26, CDH28
- CELSR1, CELSR2, CELSR3
- CLSTN1, CLSTN2, CLSTN3
- DCHS1, DCHS2
- LOC389118
- PCLKC
- RESDA1
- RET
참조
[1]
논문
CDH2 and CDH11 act as regulators of stem cell fate decisions
2015-05
[2]
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The cadherin superfamily: diversity in form and function
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Cadherin-mediated cell sorting not determined by binding or adhesion specificity
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Lifetime measurements reveal kinetic differences between homophilic cadherin bonds
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