Składnik macierzy zewnątrzkomórkowej periostyna jest wydzielanym białkiem, które funkcjonuje zarówno jako białko przyłączające komórki, jak i czynnik autokrynny lub parakrynny który sygnalizuje poprzez cząsteczkę adhezji komórkowej integryny αvβ3 i αvβ5. Periostyna uczestniczy w normalnych czynnościach fizjologicznych, takich jak rozwój serca rozwój serca, ale jest również zaangażowana w procesy patofizjologiczne w chorobach naczyniowych naczyniowych, naprawie ran, tworzeniu kości i rozwoju nowotworów. Jest to w biologii nowotworów, ponieważ często ulega nadekspresji w różnych nowotworach nabłonkowych. różnych nowotworach nabłonkowych i jest funkcjonalnie zaangażowany w wiele etapów progresji przerzutów. progresji przerzutów. Obejmują one utrzymanie macierzystości, tworzenie niszy EMT, przeżycie komórek nowotworowych i angiogenezę, z których wszystkie są niezbędne dla raka żołądka. niezbędne do przerzutów raka żołądka. Stwierdzono, że periostyna aktywuje szlaki sygnałowe PI-3K/AKT, Wnt i FAK w celu promowania przerzutów. przerzuty. Dlatego periostyna stanowi potencjalnie obiecującego kandydata do hamowania przerzutów. W tym artykule przeglądowym podsumowujemy najnowsze postępy w wiedzy na temat periostyny, jej antagonisty PNDA-3 i ich wpływu na kluczowe procesy przerzutowania nowotworów. wpływ na takie kluczowe procesy w przerzutowaniu nowotworów, jak utrzymanie macierzystości, tworzenie nisz, przejście nabłonkowo-mezenchymalne, przeżycie komórek nowotworowych i angiogeneza. angiogeneza. W szczególności skupiamy naszą uwagę na roli periostyny w przerzutach raka przerzutach raka żołądka, spekulujemy na temat przydatności periostyny jako cel terapeutyczny i diagnostyczny dla przerzutów raka żołądka i rozważamy potencjalne kierunki przyszłych badań. --- Wcześniej opisaliśmy unikalną reakcję generowania siły trakcyjnej dla komórek komórek wyhodowanych na dojrzałym ECM serca, gdzie siła trakcji była stała w zakresie zakresie sztywności. W tym badaniu staraliśmy się dokładniej zbadać rolę złożonej mieszaniny ECM na tę odpowiedź i ocenić potencjalny mechanizm za nią. Korzystając z mikroskopii siły trakcji, zmierzyliśmy siły trakcji komórkowej i naprężenia dla mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) hodowanych na żelach poliakrylamidowych przy zakresie sztywności (9, 25 lub 48 kPa) zawierających ECM serca dorosłego szczura, różne pojedyncze białka ECM, w tym kolagen I, fibronektynę i lamininę, lub mimetyki ECM składające się z różnych ilości kolagenu I, fibronektyny i lamininy. Zmierzyliśmy również ekspresję integryn na tych różnych substratach, a także sondowaliśmy wiązanie integryny β1. Nie było znaczącej w generowaniu siły trakcyjnej dla komórek wyhodowanych na dorosłym ECM, jak wcześniej natomiast komórki hodowane na pojedynczych podłożach białkowych ECM miały zwiększały generowanie siły trakcyjnej wraz ze wzrostem sztywności podłoża. Komórki wyhodowane na mimetykach ECM zawierających kolagen I, fibronektynę i lamininę przypominały siły trakcyjne generowane przez komórki wyhodowane na natywnym ECM. Ekspresja integryn ogólnie wzrastała wraz ze wzrostem sztywności z wyjątkiem integryny β1, potencjalnie sugerując, że odgrywa ona rolę w odpowiedzi na ECM dorosłego serca. odpowiedzi na ECM dorosłego serca. Zahamowaliśmy wiązanie przez integrynę β1 na komórkach komórkach hodowanych na dorosłym ECM i stwierdziliśmy, że zahamowanie wiązania β1 doprowadziło do powrót do typowej odpowiedzi polegającej na zwiększeniu generowania siły trakcyjnej wraz ze wzrostem sztywności. rosnącą sztywnością. Nasze dane pokazują, że komórki hodowane na dojrzałym ECM są w stanie obejść typowe zachowania komórkowe związane ze sztywnością, prawdopodobnie poprzez wiązanie integryny β1 z kompozycją kompleksu. --- TŁO: Właściwości wzrostu i zdolność do samoodnowy embrionalnych komórek macierzystych (ES) są regulowane przez ich bezpośrednie mikrośrodowisko, takie jak (ES) są regulowane przez ich bezpośrednie mikrośrodowisko, takie jak macierz zewnątrzkomórkowa (ECM). macierz zewnątrzkomórkowa (ECM). Integryny, centralna rodzina komórkowych receptorów ECM receptory, zostały zaangażowane w te procesy, ale ich specyficzna rola w samoodnowie komórek ES pozostaje niejasna. WYNIKI: Zbadaliśmy tutaj wpływ różnych substratów ECM i integryn na komórki ES myszy. integryn w mysich komórkach ES przy braku czynnika hamującego białaczkę (LIF) przy użyciu krótkoterminowych testów, jak również długoterminowych hodowli. Usunięcie LIF z pożywki hodowlanej komórek ES indukowało morfologiczne różnicowanie komórek ES do spolaryzowane komórki epistemopodobne. Komórki te zachowały morfologię nabłonka i ekspresję kluczowych markerów macierzystości przez co najmniej 10 pasaży pod nieobecność LIF podczas hodowli na podłożach z lamininy, fibronektyny lub kolagenu IV. Specyficzne specyficzne role funkcjonalne podjednostek α6-, αV- i β1-integryny zostały przeanalizowane przy użyciu stabilnej metodologii RNAi za pośrednictwem lentiwirusów. Integryny β1 były wymagane do przeżycia komórek ES w długoterminowych hodowlach i do utrzymania ekspresji markerów komórek macierzystych. komórek macierzystych. Zahamowanie ekspresji α6-integryny upośledzało samoodnowę na kolagenie, podczas gdy integryny αV były wymagane do silnej adhezji komórek ES na lamininie. lamininie. Analiza ekspresji markerów macierzystości ujawniła subtelne różnice między komórkami ES pozbawionymi α6 i αV, ale ekspresja obu była wymagana do optymalnej samoodnowy w długoterminowych hodowlach komórek ES. WNIOSKI: Pod nieobecność LIF, długoterminowe hodowle komórek ES adaptują fenomen nabłonka nabłonkowy fenotyp i zachowują ekspresję wielu markerów komórek macierzystych. komórek macierzystych. Długoterminowe utrzymanie takich samoodnawiających się kultur zależy od ekspresji β1-, α6- i αV-integryn. --- Mechanowrażliwe kanały jonowe (MSC) od dawna są jedyną uznaną klasą molekularną molekularną klasą mechanosensorów komórkowych; jednak w ostatniej dekadzie zidentyfikowano różne W ostatniej dekadzie zidentyfikowano jednak wiele cząsteczek mechanosensorów innych niż kanały. Wiele z nich to białka związane z ogniskową adhezją, które obejmują integrynę, talinę i aktynę. Mechanosensory muszą być nierozpuszczalnymi cząsteczkami silnie oddziałującymi ze stosunkowo sztywnymi strukturami komórkowymi, takimi jak błony (pod względem sztywności bocznej), cytoszkielety i struktury adhezyjne. Partnerem MSC jest błona, w której białka MSC w której białka MSC skutecznie przekształcają zmiany napięcia błony w zmiany konformacyjne prowadzące do otwarcia kanałów. zmiany konformacyjne, które prowadzą do otwarcia kanału. Natomiast integryna, talina i filament aktyny tworzą liniowy kompleks, którego oba końce są zazwyczaj zakotwiczone do macierzy zewnątrzkomórkowej poprzez integryny. Po odkształceniu komórki przez siły, struktura ta okazuje się być częścią, która skutecznie przenosi generowany stres na zmiany konformacyjne cząsteczek kompozytowych, prowadzące do aktywacji integryny (wiązanie z macierzą zewnątrzkomórkową) i taliny (rozwijanie w celu indukcji wiązania winkuliny). Co ważne, struktura ta służy również jako "aktywny" mechanosensor do wykrywania sztywności substratu poprzez ciągnięcie podłoże ze skurczem włókien naprężeniowych aktyny (SFs), co może indukować talinę i aktywację MSC w pobliżu integryn. Ostatnie badania wykazały, że włókno aktyny działa jako mechanosensor o unikalnych właściwościach. charakterystyce; filament zachowuje się jak czujnik ujemnego napięcia, w którym zwiększone fluktuacje skrętne przez zmniejszenie napięcia przyspieszają wiązanie ADF/kofilina prowadząc do rozerwania filamentu. Tutaj dokonujemy przeglądu najnowszych postępów w w badaniu tych niekanałowych mechanosensorów i omawiamy ich mechanizmy aktywacji mechanizmy ich aktywacji i role fizjologiczne. --- Receptory integrynowe łączą macierz zewnątrzkomórkową z cytoszkieletem komórki, aby zapewniając niezbędne siły i sygnały. Aby zbadać udział cytoplazmatycznego ogona β1 do sił adhezyjnych, wygenerowaliśmy linie komórkowe wyrażające integryny β1 typu dzikiego i zmutowanego ogona w fibroblastach β1-null. Delecja β1 znacznie zmniejszyła rozprzestrzenianie się komórek, ogniskową adhezję i adhezję a ekspresja ludzkiej integryny β1 (hβ1) w tych komórkach przywróciła funkcje adhezyjne. Komórki wyrażające skrócony mutant ogona miały upośledzone rozprzestrzenianie się, mniej i mniejsze ogniskowe zrosty, zmniejszone wiązanie integryny do fibronektyną oraz niższą siłę adhezji i siły trakcji w porównaniu z komórkami komórek z ekspresją hβ1. Wszystkie te wskaźniki były równoważne tym dla komórek β1-null wykazując, że ogon β1 jest niezbędny dla tych funkcji adhezyjnych. Ekspresja konstytutywnie aktywnego mutanta D759A hβ1 przywróciła wiele z tych funkcji adhezyjnych w komórkach β1-null. funkcji adhezyjnych w komórkach β1-null, chociaż z istotnymi różnicami, gdy w porównaniu do β1 typu dzikiego. Nawet jeśli nie było różnic w wiązanie integryny-fibronektyny i siła adhezji między hβ1- i hβ1-D759A, komórki z ekspresją hβ1-D759A tworzyły więcej, ale mniejszych zrostów niż komórki z ekspresją hβ1-D759A. mniejsze zrosty niż komórki z ekspresją hβ1. Co ważne, komórki z ekspresją hβ1-D759A generowały mniejsze siły trakcyjne w porównaniu do komórek z ekspresją hβ1. Te różnice między komórkami z ekspresją hβ1- i hβ1-D759A sugerują, że regulacja aktywacji integryny jest ważna dla dostrajania rozprzestrzeniania się komórek, ogniskowej adhezji ogniskowej i generowania siły trakcyjnej. --- Celem niniejszego przeglądu jest przegląd zgromadzonej wiedzy na temat macierzy zewnątrzkomórkowej (ang. macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) nowotworów w odniesieniu do jej domniemanej użyteczności jako cel terapeutyczny. Podążając za tradycyjną obserwacją rozległych morfologicznych w tkance dotkniętej nowotworem, dobrze udokumentowana nieprawidłowa regulacja komórkowa wskazywała, że składniki ECM odgrywają aktywną rolę w progresji nowotworu. Jednak ze względu na różnorodne funkcje i zmienną ekspresji proteoglikanów, białek macierzy i integryn, trudno jest zidentyfikować kompleksowy cel terapeutyczny. trudno jest zidentyfikować kompleksowy cel terapeutyczny wśród składników ECM. Obecnie uważa się, że podwyższony poziom heparanazy i znacząca ekspresja αvβ5 są uważane za obiecujące cele terapeutyczne. Hamowanie glikozaminoglikanu oferuje inne obiecujące podejście w leczeniu tych nowotworów, które są stymulowane przez proteoglikany. Można stwierdzić, że selektywny inhibitor selektywny inhibitor ECM byłby wielkim atutem w kontrolowaniu przerzutów napędzanych przez sygnalizację sygnalizację za pośrednictwem ECM. --- Zależna od integryny adhezja komórki do macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) jest wyznacznikiem orientacji wrzeciona. Jednak szlaki sygnałowe, które łączą integryny z orientacją wrzeciona orientację wrzeciona pozostają nieuchwytne. Tutaj pokazujemy, że kinaza PCTAIRE-1 (PCTK1), członek kinaz zależnych od cyklin (CDK), którego funkcja jest słabo odgrywa istotną rolę w tym procesie. PCTK1 reguluje orientację wrzeciona orientację wrzeciona w sposób zależny od kinazy. Analiza fosfoproteomiczna wraz z ekranem interferencji RNA ujawniła, że PCTK1 reguluje orientację wrzeciona poprzez fosforylację Ser83 na KAP0, podjednostce regulatorowej kinazy białkowej A (PKA). Fosforylacja ta jest zbędna dla dimeryzacji KAP0 dimeryzacji i wiązania PKA, ale jest niezbędna do jego interakcji z miozyną X, regulatorem orientacji wrzeciona. KAP0 wiąże się z domeną FERM miozyny X i zwiększa asocjację miozyny X-FERM z integryną β1. Ta interakcja między miozyną X-FERM i integryną β1 okazała się kluczowa dla kontroli orientacji wrzeciona. Proponujemy, aby integryna PCTK1-KAP0-miozyna X-β1 była funkcjonalnym modułem funkcjonalnym modułem zapewniającym połączenie między ECM a cytoszkieletem aktynowym w zależnej od ECM kontroli orientacji wrzeciona. --- Podczas rozwoju, czynniki wzrostu (GFs), takie jak białka morfogenetyczne kości (BMP) pełnią ważne funkcje w kilku tkankach poprzez regulację sygnalizacji dla różnicowania i migracji komórek. In vivo, macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) nie tylko nie tylko zapewnia wsparcie dla przylegających komórek, ale także działa jako rezerwuar GFs. Kilka składników ECM zapewnia wskazówki adhezyjne, które służą jako miejsca wiązania dla receptorów błonowych komórek. dla receptorów transbłonowych komórek, takich jak integryny. W przekazywaniu w przekazywaniu sygnałów zależnych od adhezji do przedziału wewnątrzkomórkowego, integryny nie funkcjonują samodzielnie, ale raczej krzyżują się i współpracują z innymi receptorami, takimi jak receptory receptorami GF. Tutaj przedstawiamy strategię unieruchamiania BMP-2 na komórkową fibronektynę (cFN), kluczowe białko ECM, w celu zbadania sygnalizacji i migracji za pośrednictwem GF. sygnalizację i migrację. Po biotynylacji, BMP-2 został połączony z biotynylowaną cFN przy użyciu NeutrAvidin jako środka sieciującego. Charakterystyka za pomocą mikrowagi kwarcowej mikrowagi kwarcowej z monitorowaniem rozpraszania i enzymatycznym testem immunosorbcyjnym potwierdziły skuteczną immobilizację BMP-2 na cFN przez okres 24 godzin. 24 h. Aby zweryfikować bioaktywność BMP-2 unieruchomionego na matrycy (iBMP-2), zbadaliśmy krótko- i długoterminowe reakcje na BMP-2. zbadaliśmy krótko- i długoterminowe odpowiedzi mioblastów C2C12, które są ustalony model in vitro dla sygnalizacji BMP-2, w porównaniu do rozpuszczalnego BMP-2 (sBMP-2) lub przy braku GFs. Podobnie jak sBMP-2, iBMP-2 wyzwalał fosforylację Smad 1/5 fosforylację i translokację kompleksu do jądra, co odpowiada aktywacji szlaku Smad zależnego od BMP. Dodatkowo, skuteczną supresję tworzenia miotuby zaobserwowano po 6 dniach w sBMP-2 i iBMP-2. Następnie wdrożyliśmy to podejście w produkcji mikrowzorzystych pasków cFN za pomocą miękkiej litografii. Paski te umożliwiały interakcję komórka-powierzchnia tylko na wzorzystym cFN, ponieważ powierzchnia pomiędzy nimi była pasywowana, służąc w ten sposób jako platforma do badań nad ukierunkowaną migracją komórek. Podczas 10-godzinnego okresu obserwacji, zachowanie migracyjne, a zwłaszcza przemieszczenie netto komórek komórek, było zwiększone w obecności BMP-2. Jako takie, to wszechstronne zachowuje bioaktywność GFs i umożliwia prezentację adhezyjnych wskazówek ECM. wskazówek. --- Rak piersi jest drugą najczęstszą przyczyną zgonów z powodu nowotworów złośliwych wśród kobiet. A Kluczową cechą nowotworów z przerzutami jest ich skłonność do utraty adhezji do leżącej poniżej błony podstawnej, gdy przechodzą do fenotypu ruchliwego i inwazji otaczających tkanek. W przyleganiu do macierzy zewnątrzkomórkowej pośredniczy kompleks białek adhezyjnych, w tym integryny, cząsteczki sygnałowe, aktynę i białka wiążące aktynę oraz białka rusztowania. Kinaza adhezji ogniskowej (FAK) ma kluczowe znaczenie dla organizacji kontaktów ogniskowych i dojrzewania do a zaburzenie tego procesu jest cechą charakterystyczną wczesnego potencjału inwazyjnego raka. potencjału inwazyjnego. Nasze ostatnie prace ujawniły, że mioferlina (MYOF) pośredniczy w ruchliwość komórek guza piersi i fenotyp inwazyjny. W tym badaniu wykazaliśmy że nieinwazyjne linie komórkowe raka piersi wykazują zwiększoną adhezję komórka-podłoże i że wyciszenie MYOF za pomocą RNAi w wysoce inwazyjnej ludzkiej linii komórkowej raka piersi linii komórkowej raka piersi MDA-MB-231 również zwiększa adhezję komórka-podłoże. Ponadto Ponadto wykryliśmy podwyższoną fosforylację tyrozyny FAK (FAK(Y397)) i paksyliny (PAX(Y118)), markerów aktywacji białka adhezji ogniskowej. Analiza morfometryczna analiza ekspresji PAX ujawniła, że pośredniczone przez RNAi pozbawienie MYOF skutkowało większymi, bardziej wydłużonymi zrostami ogniskowymi, w przeciwieństwie do komórek transdukowanych wirusem kontrolnym (komórki MDA-231(LVC)), które wykazywały mniejsze kontakty ogniskowe. kontakty ogniskowe. Wreszcie, wyciszenie MYOF w komórkach MDA-MB-231 wykazywało bardziej bardziej rozbudowaną brzuszną strukturę cytoszkieletu w pobliżu zrostów ogniskowych, typową dla wyraźne włókna naprężeniowe aktyny. Dane te potwierdzają hipotezę, że MYOF reguluje adhezje komórkowe i siłę adhezji komórka-podłoże i może odpowiadać za za wysoki stopień ruchliwości komórek inwazyjnego raka piersi. --- Zróżnicowane morfologie tkanek zwierzęcych opierają się na różnych konfiguracjach konfiguracje przylegających komórek i macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Tutaj wyjaśnić mechanizm międzyskalowy do montażu tkanek i przebudowy ECM z udziałem kadheryny 2, białka ECM fibronektyny i jej receptora integryny α5. Spektroskopia korelacji krzyżowej fluorescencji w mezenchymie mezodermy zebrafish paraxial mezoderma zebrafish ujawnia fizyczne powiązanie między integryną α5 na sąsiadujących błonach komórkowych. Ten kompleks integryna-integryna koreluje z konformacyjnie nieaktywną integryną. Kadheryna 2 stabilizuje zarówno związek integryny jak i nieaktywną konformację integryny. Zatem represja integryny w obrębie adherentnego mezenchymalnego wnętrza tkanki powoduje fibronektynę fibrylogenezy do powierzchni tkanki pozbawionej adhezji komórka-komórka. Wzdłuż powstających granic granice somitów, poziomy kadheryny 2 zmniejszają się, stając się antykorelowane z poziomem integryny α5. Jednocześnie integryna α5 łączy się w klastry i przyjmuje aktywną konformację aktywną konformację, a następnie rozpoczyna montaż ECM. Ta międzyskalowa regulacja aktywacji integryny organizuje stereotypowy wzór ECM niezbędny do wydłużania i segmentacji ciała kręgowców.
Czy integryny są częścią macierzy zewnątrzkomórkowej?
Tak, integryny są główną rodziną receptorów macierzy zewnątrzkomórkowej.