چگونه فیبرونکتین در سیگنالینگ ماتریس سلول شرکت می کند؟

فیبرونکتین یک گلیکوپروتئین بزرگ و چند منظوره است که نقش مهمی در سیگنالینگ ماتریس سلول دارد. من به عنوان یک تامین کننده معتبر فیبرونکتین ، من در جزئیات علمی چگونگی شرکت این پروتئین قابل توجه در این فرآیندهای سیگنالینگ پیچیده آگاه هستم. در این وبلاگ ، مکانیسم هایی را که از طریق آن فیبرنکتین به سیگنالینگ ماتریس سلول و پیامدهای آن در عملکردهای مختلف بیولوژیکی کمک می کند ، بررسی خواهیم کرد.

ساختار و سایتهای اتصال فیبرونکتین

فیبرونکتین به عنوان یک دیمر متشکل از دو زیر واحد مشابه که توسط اوراق قرضه دی سولفید در ترمینال کربوکسیل آنها مرتبط است وجود دارد. هر زیر واحد حاوی چندین حوزه مدولار ، از جمله تکرار نوع I ، نوع II و نوع III است. این دامنه ها مسئول اتصال به انواع لیگاندها ، مانند اینتگرین ها بر روی سطح سلول ، کلاژن در ماتریس خارج سلولی (ECM) و سایر اجزای ECM هستند.

دامنه اینتگرین - اتصال فیبرونکتین شامل توالی چاه - Arg - Gly - Asp (RGD) است. اینتگرین ها گیرنده های transmembrane هستند که واسطه تعامل سلول ECM هستند. هنگامی که فیبرونکتین از طریق دنباله RGD به اینتگرین ها متصل می شود ، آبشار حوادث سیگنالینگ داخل سلولی را آغاز می کند. این اتصال بسیار خاص است و می تواند با ترکیب فیبرونکتین و وضعیت فعال سازی اینتگرین ها تنظیم شود.

شروع سیگنالینگ سلول - ماتریس از طریق اتصال اینتگرین

هنگامی که فیبرونکتین به اینتگرین ها متصل شد ، باعث خوشه بندی گیرنده های اینتگرین بر روی سطح سلول می شود. این خوشه بندی منجر به جذب مولکولهای مختلف سیگنالینگ داخل سلولی به دم سیتوپلاسمی اینتگرین ها می شود. یکی از مهمترین وقایع اولیه فعال سازی کینازهای چسبندگی کانونی (FAKS) است. FAK ها تیروزین کینازهای غیر گیرنده هستند که بر روی خوشه بندی اینتگرین فسفریله می شوند.

FAK های فسفریله شده به عنوان سایت های اتصال دهنده برای سایر پروتئین های سیگنالینگ مانند کینازهای خانوادگی Src عمل می کنند. مجتمع FAK - SRC سپس چندین مسیر سیگنالینگ پایین دست را فعال می کند. به عنوان مثال ، می تواند مسیر پروتئین کیناز فعال شده میتوژن (MAPK) را فعال کند ، که در تکثیر سلولی ، تمایز و بقا دخیل است. مسیر MAPK شامل کینازهایی مانند سیگنال خارج سلولی - کینازهای تنظیم شده (ERKS) ، C - Jun N - کینازهای ترمینال (JNKS) و P38 MAPK است. فعال سازی این کینازها منجر به فسفوریلاسیون عوامل رونویسی می شود که به نوبه خود بیان ژن را تنظیم می کنند.

علاوه بر مسیر MAPK ، سیگنالینگ اینتگرین با واسطه فیبرونکتین همچنین مسیر فسفاتیدیلینوزیتول 3 - کیناز (PI3K) را فعال می کند. فسفوریلات PI3K فسفاتیدیلینوزیتول 4،5 - بیس فسفات (PIP2) برای تولید فسفاتیدیلینوزیتول 3،4،5 - تری فسفات (PIP3). PIP3 سپس Akt ، یک سرین/ترئونین کیناز را استخدام و فعال می کند. مسیر PI3K - AKT برای بقای سلول ، رشد و متابولیسم بسیار مهم است. این می تواند آپوپتوز را با استفاده از فسفریلاسیون و غیرفعال کردن پروتئین های طرفدار آپوپتوز مانند BAD مهار کند.

نقش فیبرونکتین در مهاجرت سلولی

مهاجرت سلولی یک فرایند اساسی در توسعه ، بهبود زخم و متاستاز سرطان است. فیبرونکتین با ارائه بستر برای حرکت سلول و با تنظیم مسیرهای سیگنالینگ درگیر در این فرآیند نقش مهمی در مهاجرت سلولی دارد.

با حرکت سلول ها ، آنها در لبه پیشرو چسبندگی کانونی تشکیل می دهند. فیبرونکتین در ECM به اینتگرین ها بر روی سطح سلول متصل می شود و وقایع سیگنالینگ حاصل منجر به مونتاژ و جداسازی چسبندگی کانونی می شود. در لبه پیشرو ، چسبندگی کانونی جدید تشکیل می شود که باعث می شود سلول به جلو حرکت کند. خانواده Rho از GTPases های کوچک ، از جمله Rho ، RAC و CDC42 ، تنظیم کننده اصلی پویایی چسبندگی کانونی و مهاجرت سلولی هستند. سیگنالینگ اینتگرین با واسطه فیبرونکتین می تواند این GTPases را فعال کند.

فعال سازی RAC با تشکیل لاملیپودی ، که نازک است ، مانند ورق در لبه پیشرو سلولهای مهاجر همراه است. فعال سازی CDC42 باعث شکل گیری فیلوپودی ، که نازک و انگشت مانند است - مانند پیش بینی ها. فعال سازی RHO در انقباض بدن سلول و جداسازی چسبندگی کانونی در لبه دنباله سلول نقش دارد. فیبرونکتین با تنظیم فعالیت این GTPases ، حرکت سلول هماهنگ را تضمین می کند.

سهم در ترمیم بافت و بازسازی

در زمینه ترمیم و بازسازی بافت ، فیبرونکتین به سرعت در محل آسیب قرار می گیرد. این به عنوان داربست برای مهاجرت و تکثیر سلولی عمل می کند. به عنوان مثال ، در بهبود زخم ، فیبرونکتین توسط فیبروبلاست ها و پلاکت ها ترشح می شود. این ماده به کلاژن و سایر مؤلفه های ECM متصل می شود و یک ماتریس موقت ایجاد می کند.

سلولهای اپیتلیال و فیبروبلاستها در امتداد ماتریس فیبرونکتین - غنی به محل زخم مهاجرت می کنند. وقایع سیگنالینگ آغاز شده توسط اتصال فیبرنکتین به اینتگرین در این سلول ها باعث تکثیر آنها و سنتز اجزای جدید ECM می شود. این منجر به بسته شدن زخم و ترمیم یکپارچگی بافت می شود.

علاوه بر این ، فیبرونکتین همچنین می تواند پاسخ ایمنی را در حین ترمیم بافت تعدیل کند. این می تواند با سلولهای ایمنی مانند ماکروفاژها در تعامل باشد. ماکروفاژها اینتگرین ها را بیان می کنند که می توانند به فیبرونکتین متصل شوند ، و این تعامل می تواند فعال سازی و عملکرد ماکروفاژها را تنظیم کند. به عنوان مثال ، سیگنالینگ واسطه فیبرونکتین در ماکروفاژها می تواند فعالیت فاگوسیتیک و ترشح سیتوکین ها و فاکتورهای رشد را که برای ترمیم بافت مهم هستند ، تقویت کنند.

تعامل با سایر اجزای ECM

فیبرونکتین در انزوا در ECM عمل نمی کند. با سایر مؤلفه های ECM مانندعصاره ریشه Paeonia lactiflora ، عصاره ریشه Scutellaria baicalensisبااکسید رویوتسرامید NPبشر این فعل و انفعالات می تواند سیگنالینگ سلول - ماتریس را بیشتر تعدیل کند.

به عنوان مثال ، فیبرونکتین می تواند به الیاف کلاژن متصل شود. این اتصال ساختار ECM را تثبیت می کند و همچنین می تواند بر ترکیب فیبرونکتین تأثیر بگذارد و از این طریق توانایی اتصال به اینتگرین ها را تغییر دهد. هنگامی که فیبرونکتین با کلاژن همراه است ، ممکن است سایت های اینتگرین را در یک جهت گیری مطلوب تر ارائه دهد و سیگنالینگ با واسطه اینتگرین را تقویت کند.

علاوه بر این ، فیبرونکتین می تواند با پروتئوگلیکان ها در ECM تعامل داشته باشد. پروتئوگلیکان ها مولکول های بزرگی هستند که از یک پروتئین هسته و زنجیره های گلیکوزامینوگلیکان تشکیل شده اند. تعامل بین فیبرونکتین و پروتئوگلیکان ها می تواند در دسترس بودن فاکتورهای رشد در ECM تأثیر بگذارد. برخی از عوامل رشد می توانند به پروتئوگلیکان ها متصل شوند ، و فیبرونکتین ممکن است آزادسازی و ارائه این فاکتورهای رشد را به گیرنده های سطح سلول تنظیم کند و باعث تعدیل رفتار سلولی شود.

پیامدهای موجود در بیماری

سیگنالینگ ماتریس فیبرونکتین Aberrant - سلول واسطه - با بیماری های مختلف همراه است. در سرطان ، فیبرونکتین اغلب در ریز محیط زیست تومور بیان می شود. این امر می تواند با تهیه یک بستر مطلوب برای سلولهای تومور و با فعال کردن مسیرهای سیگنالینگ PRO و PRO- مهاجر ، مهاجرت ، تهاجم و متاستاز تومور را ترویج کند.

در بیماریهای فیبروتیک ، مانند فیبروز ریوی و فیبروز کبد ، رسوب بیش از حد فیبرونکتین و فعال سازی غیر طبیعی فیبرونکتین - سیگنالینگ واسطه به تجمع اجزای ECM و اختلال در معماری طبیعی بافت کمک می کند. سیگنالینگ تنظیم نشده می تواند منجر به فعال شدن فیبروبلاستها و سنتز بیش از حد کلاژن شود ، که منجر به تشکیل بافت فیبری می شود.

پایان

در نتیجه ، فیبرونکتین یک بازیکن اصلی در سیگنالینگ ماتریس سلول است. از طریق اتصال به اینتگرین ها و تعامل با سایر مؤلفه های ECM ، شبکه پیچیده ای از مسیرهای سیگنالینگ را تنظیم می کند که رفتار سلولی را تنظیم می کند ، از جمله تکثیر ، مهاجرت ، بقا و تمایز. دانستن مکانیسم های سیگنالینگ فیبرونکتین - واسطه سلول - ماتریس برای پیشبرد دانش ما در مورد فرآیندهای بیولوژیکی طبیعی مانند توسعه و ترمیم بافت و همچنین برای توسعه استراتژی های درمانی برای بیماری های مرتبط با سیگنالینگ غیر طبیعی ECM بسیار مهم است.

ما به عنوان یک تأمین کننده فیبرونکتین ، ما متعهد هستیم که محصولات فیبرونکتین با کیفیت بالا را برای تحقیقات و کاربردهای درمانی بالقوه ارائه دهیم. اگر شما علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات فیبرونکتین ما هستید یا در مورد فیبرونکتین و نقش آن در سیگنالینگ ماتریس سلول سؤالی دارید ، لطفاً برای تهیه و بحث بیشتر با ما تماس بگیرید.

منابع

1. Hynes ، RO (1992). اینتگرین ها: تطبیق پذیری ، مدولاسیون و سیگنالینگ در چسبندگی سلول. سلول ، 69 (1) ، 11 - 25.
2. Geiger ، B. ، Bershadsky ، AD ، Pankov ، R. ، & Yamada ، KM (2001). متقاطع transmembrane بین ماتریس خارج سلولی - Crosstalk اسکلت اسکلت. بررسی طبیعت زیست شناسی سلول مولکولی ، 2 (4) ، 231 - 242.
3. Schwarzbauer ، JE ، & DeSimone ، DW (2011). فیبرونکتین در یک نگاه. مجله علوم سلولی ، 124 (13) ، 2177 - 2181.
4. Guan ، JL ، & Falloway ، D. (1992). ارتباط کیناز چسبندگی کانونی ، pp125fak ، با کینازهای خانوادگی Src. مجله شیمی بیولوژیکی ، 267 (29) ، 20691 - 20697.