組織学 · 2.3
上皮組織・腺:細胞間結合
Epithelial tissue — Cell junctions
🧠 頂端側から基底側 basolateral side 基底側(basolateral side) basolateral side(基底側) へ「シールseal シール(seal)seal(シール) →接着→接着→通信」の順に並ぶ、と縦の並び順で覚える。 頂端に近い側からタイト結合 tight junction タイト結合(tight junction) tight junction(タイト結合) (漏れを塞ぐ)・接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) (ベルト状の接着)・接着斑macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome)macula adherens / desmosome(接着斑) (点状の強力な接着)・ギャップ結合gap junction ギャップ結合(gap junction)gap junction(ギャップ結合) (隣同士の通信)が並び、さらに基底側 basolateral side 基底側(basolateral side) basolateral side(基底側) にはヘミデスモソーム hemidesmosomesヘミデスモソーム(hemidesmosomes) hemidesmosomes(ヘミデスモソーム)・フォーカルアドヒージョンfocal adhesion フォーカルアドヒージョン(focal adhesion)focal adhesion(フォーカルアドヒージョン) という「上皮を土台(基底膜)に固定する」結合がある。位置と機能が対応しているため、並び順を覚えるだけで機能も芋づる式に引き出せる。
密着結合
密着結合tight junction密着結合(tight junction)tight junction(密着結合)は隣り合う細胞同士を封じ、水溶性分子が細胞間隙を自由に通り抜けられないようにする。
- 上皮の頂端側・基底側basolateral side 基底側(basolateral side)basolateral side(基底側) コンパートメント compartment コンパートメント(compartment) compartment(コンパートメント) を分離する
- 上皮を横切る物質の移動を「細胞間隙を通る経路」ではなく「細胞を通る経路」に限定させる=関門(バリア)機能
- 電顕electron microscopy, EM 電顕(electron microscopy, EM)electron microscopy, EM(電顕) (凍結割断)では、封じている実体は2細胞の膜が融合したように見えるストランド(紐)の網目 fishnet網目(fishnet) fishnet(網目)である
⭐ 密着結合tight junction 密着結合(tight junction)tight junction(密着結合) ストランドの本体は「クローディン」で、オクルディンは脇役。 密着結合tight junction 密着結合(tight junction)tight junction(密着結合) をもたないマウスL線維芽細胞にクローディン1または2の遺伝子を1つ入れるだけで、生体内in vivo 生体内(in vivo)in vivo(生体内) とそっくりのストランド網目 fishnet 網目(fishnet) fishnet(網目) が再構成される。一方オクルディンを単独で入れても短いストランドが少しできるだけで、クローディンと一緒にしたときに初めてストランドへ組み込まれる1。クローディンは4回膜貫通型 transmembrane 膜貫通型(transmembrane) transmembrane(膜貫通型) タンパク質の多重遺伝子族で、発現する種類の組み合わせが組織ごとに大きく異なり2、どのクローディンを並べるかでその上皮が何をどれだけ通すか(イオン選択性・漏れやすさ)が決まる——「密着結合tight junction 密着結合(tight junction)tight junction(密着結合) =一律に固く塞ぐ」ではなく、組織ごとに漏れ具合を作り分ける可変の関門である、という枠組みで覚える。
💡 3細胞が寄り合う角には別の分子が要る。 クローディンが説明するのは2細胞間(bicellular)の密着結合 tight junction 密着結合(tight junction) tight junction(密着結合) で、3細胞の頂点が寄り合う三細胞間接触部はバリアの弱点として残る。ここに集積し垂直方向のストランドを作る膜貫通タンパク transmembrane protein 膜貫通タンパク(transmembrane protein) transmembrane protein(膜貫通タンパク) 質がトリセルリンで、これを抑えると上皮バリア epithelial barrier 上皮バリア(epithelial barrier) epithelial barrier(上皮バリア) が破綻し、三細胞間接触部だけでなく2細胞間の密着結合 tight junction 密着結合(tight junction) tight junction(密着結合) まで乱れる3。「クローディン=辺、トリセルリン=角」と対応づけると忘れない。
接着帯
隣接する2細胞の細胞膜が、非晶質物質で満たされた細胞間隙を挟んで対向する構造。
- カドヘリンcadherinカドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン)(上皮ではEカドヘリン cadherinカドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン))という膜貫通型 transmembrane 膜貫通型(transmembrane) transmembrane(膜貫通型) 糖タンパク質 glycoprotein 糖タンパク質(glycoprotein) glycoprotein(糖タンパク質) が、Ca²⁺存在下で細胞間を接着する
- カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) 分子は細胞内で複数の連結タンパク質を介してアクチンフィラメントactin filamentsアクチンフィラメント(actin filaments)actin filaments(アクチンフィラメント)に係留される。この連結タンパク質がカテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)で、カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) の細胞質側尾部にβカテニン beta-catenin βカテニン(beta-catenin) beta-catenin(βカテニン) (およびp120カテニン cateninカテニン(catenin) catenin(カテニン))が結合し、そこにαカテニン catenin カテニン(catenin) catenin(カテニン) が結合する
- 頂端寄り、密着結合tight junction 密着結合(tight junction)tight junction(密着結合) のすぐ下に連続したベルト状の接着帯 zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome) zonula adherens / belt desmosome(接着帯) を形成する
⚠️ 「カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) —βカテニン beta-catenin βカテニン(beta-catenin) beta-catenin(βカテニン) —αカテニン catenin カテニン(catenin) catenin(カテニン) —アクチン」という直列 serial (organ architecture, vs. parallel) 直列(serial (organ architecture, vs. parallel)) serial (organ architecture, vs. parallel)(直列) の4者複合体は、実は実証されていない。 試験管内in vitro 試験管内(in vitro)in vitro(試験管内) でもカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) を含む膜上でも、αカテニン catenin カテニン(catenin) catenin(カテニン) はEカドヘリン cadherinカドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン)・βカテニンbeta-catenin βカテニン(beta-catenin)beta-catenin(βカテニン) 複合体とアクチン線維に同時には結合できない(ビンキュリンやαアクチニン actinin アクチニン(actinin) actinin(アクチニン) を加えても同じ)。極性化polarization 極性化(polarization)polarization(極性化) した細胞内での動き方を見ても、Eカドヘリン cadherinカドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン)・βカテニンbeta-cateninβカテニン(beta-catenin)beta-catenin(βカテニン)・αカテニン catenin カテニン(catenin) catenin(カテニン) の3者は似た挙動を示す一方、アクチンとアクチン結合タンパク質はもっと速く動く4。カテニンcatenin カテニン(catenin)catenin(カテニン) を介してアクチンにつながる、という試験に出る図式そのものは今も使ってよいが、それは静的な“ねじ止め”ではなく、張力に応じて結び直される動的な連結である、という位置づけを添えておく。実際αカテニン catenin カテニン(catenin) catenin(カテニン) は、張力がかかると構造を変えてもう一つのアクチン結合タンパク質ビンキュリンを呼び込む「張力トランスデューサー」であり、機械的刺激を化学的応答に翻訳して接着帯 zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome) zonula adherens / belt desmosome(接着帯) を成熟させる5。
接着斑
1つの細胞表面の円盤状 disc-shaped 円盤状(disc-shaped) disc-shaped(円盤状) 構造が、隣接する細胞表面の同一構造と対になった「点状の溶接」。
- カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) がケラチンkeratin ケラチン(keratin)keratin(ケラチン) フィラメント(中間径フィラメントintermediate filaments中間径フィラメント(intermediate filaments)intermediate filaments(中間径フィラメント), 01-3-non-membranous-organelles-cytoskeleton)に接続
- ケラチンkeratin ケラチン(keratin)keratin(ケラチン) フィラメントは細胞質を縦横に走り、接着斑macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome)macula adherens / desmosome(接着斑) を介して隣の細胞のケラチン keratin ケラチン(keratin) keratin(ケラチン) と“スポット溶接”のように連結される
- 重層扁平上皮stratified squamous epithelium 重層扁平上皮(stratified squamous epithelium)stratified squamous epithelium(重層扁平上皮) (08-1-epidermis)など機械的なストレスを受ける組織で発達
⭐ 接着斑macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome)macula adherens / desmosome(接着斑) (デスモソームdesmosomeデスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム))のカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) は、接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) のEカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) とは別物である。 ここで働くのはデスモグレインDesmogleinデスモグレイン(Desmoglein)Desmoglein(デスモグレイン)とデスモコリンという2種類のデスモソーム desmosome デスモソーム(desmosome) desmosome(デスモソーム) 型カドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) で、Ca²⁺依存性に互いに(ヘテロに)結合して細胞間を留める。細胞質側のプラークはプラコグロビン・プラコフィリン cofilinコフィリン(cofilin) cofilin(コフィリン)・デスモプラキンが層を作り、デスモプラキンがケラチン keratin ケラチン(keratin) keratin(ケラチン) を掴む。接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) 側の「Eカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) +カテニン catenin カテニン(catenin) catenin(カテニン) +アクチン」と、接着斑macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome)macula adherens / desmosome(接着斑) 側の「デスモグレインDesmogleinデスモグレイン(Desmoglein)Desmoglein(デスモグレイン)/デスモコリン+プラコグロビン・プラコフィリン cofilinコフィリン(cofilin) cofilin(コフィリン)・デスモプラキン+ケラチン keratinケラチン(keratin) keratin(ケラチン)」を、分子名まで2列に並べて覚えるのが確実。
⚠️ 天疱瘡pemphigus 天疱瘡(pemphigus)pemphigus(天疱瘡) は「デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) のカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) が自己抗体で無力化される病気」。 尋常性天疱瘡pemphigus vulgaris 尋常性天疱瘡(pemphigus vulgaris)pemphigus vulgaris(尋常性天疱瘡) の自己抗体が結合する角化細胞 keratinocyte 角化細胞(keratinocyte) keratinocyte(角化細胞) 表面の130 kDa糖タンパク質 glycoprotein 糖タンパク質(glycoprotein) glycoprotein(糖タンパク質) は、クローニングcloning クローニング(cloning)cloning(クローニング) の結果カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) ファミリーの新しい上皮カドヘリン cadherinカドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン)だと判明した——天疱瘡 pemphigus 天疱瘡(pemphigus) pemphigus(天疱瘡) が「細胞接着の病気」であることを分子で示した仕事である6。抗原の内訳は尋常性天疱瘡pemphigus vulgaris 尋常性天疱瘡(pemphigus vulgaris)pemphigus vulgaris(尋常性天疱瘡) =デスモグレイン3 desmoglein 3デスモグレイン3(desmoglein 3) desmoglein 3(デスモグレイン3)、落葉状天疱瘡pemphigus foliaceus 落葉状天疱瘡(pemphigus foliaceus)pemphigus foliaceus(落葉状天疱瘡) =デスモグレイン1 desmoglein 1デスモグレイン1(desmoglein 1) desmoglein 1(デスモグレイン1)。落葉状天疱瘡pemphigus foliaceus 落葉状天疱瘡(pemphigus foliaceus)pemphigus foliaceus(落葉状天疱瘡) で口腔粘膜がやられにくいのは、粘膜ではデスモグレイン1 desmoglein 1 デスモグレイン1(desmoglein 1) desmoglein 1(デスモグレイン1) の発現がデスモグレイン3 desmoglein 3 デスモグレイン3(desmoglein 3) desmoglein 3(デスモグレイン3) よりはるかに低く、抗デスモグレイン1 desmoglein 1 デスモグレイン1(desmoglein 1) desmoglein 1(デスモグレイン1) 抗体が効いても残ったデスモグレイン3 desmoglein 3 デスモグレイン3(desmoglein 3) desmoglein 3(デスモグレイン3) で接着が保たれるためである(表皮では逆にデスモグレイン1 desmoglein 1 デスモグレイン1(desmoglein 1) desmoglein 1(デスモグレイン1) が優位)7。水疱ができる高さ(尋常性=基底層直上、落葉状=顆粒層 granular layer 顆粒層(granular layer) granular layer(顆粒層) 付近)が抗原の分布で説明できる、という筋道で押さえる。
flowchart TD
A["頂端側"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tight junction'>密着結合</span>:クローディン(+オクルディン)<br>三細胞間の角はトリセルリン"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='zonula adherens / belt desmosome'>接着帯</span>:E<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cadherin'>カドヘリン</span>+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='catenin'>カテニン</span>+アクチン、ベルト状"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='macula adherens / desmosome'>接着斑</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Desmoglein'>デスモグレイン</span>/デスモコリン<br>+デスモプラキン+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='keratin'>ケラチン</span>、点状"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gap junction'>ギャップ結合</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='connexin'>コネキシン</span>6分子=<span class='jp-term jp-term-diagram' title='connexons'>コネクソン</span><br>2つ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='synapsis'>対合</span>して細胞間チャネル"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hemidesmosomes'>ヘミデスモソーム</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='integrin alpha-6 beta-4'>インテグリンα6β4</span>・BP180<br>+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='plectin'>プレクチン</span>/BP230+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='keratin'>ケラチン</span>、基底膜へ固定"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='basolateral side'>基底側</span>(基底膜)"]
⭐ 「デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) =ケラチン keratinケラチン(keratin) keratin(ケラチン)、接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) =アクチン」という連結先の違いは頻出。両方ともカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) を介した接着だが、接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) は運動系のアクチンに、接着斑macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome)macula adherens / desmosome(接着斑) (デスモソームdesmosomeデスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム))は構造保持系のケラチン keratin ケラチン(keratin) keratin(ケラチン) 中間径フィラメント intermediate filaments 中間径フィラメント(intermediate filaments) intermediate filaments(中間径フィラメント) につながる、という細胞骨格側の違いで区別する。
ギャップ結合
2細胞間にコネクソンconnexonsコネクソン(connexons)connexons(コネクソン)というタンパク質複合体でできたチャネルが存在し、無機イオンや水溶性の小分子が細胞質同士を直接行き来できる。
- コネクソンconnexons コネクソン(connexons)connexons(コネクソン) の構成単位はコネキシンconnexinコネキシン(connexin)connexin(コネキシン)という4回膜貫通タンパク transmembrane protein 膜貫通タンパク(transmembrane protein) transmembrane protein(膜貫通タンパク) 質で、コネキシンconnexin コネキシン(connexin)connexin(コネキシン) 6分子が輪になって1個のコネクソン connexons コネクソン(connexons) connexons(コネクソン) (=ヘミチャネル)を作り、隣接する2細胞のコネクソン connexons コネクソン(connexons) connexons(コネクソン) が端どうしで対合 synapsis 対合(synapsis) synapsis(対合) して1本の細胞間チャネルになる
- 骨細胞(03-6-bone)、心筋細胞cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞(cardiomyocyte (cardiac myocyte))cardiomyocyte (cardiac myocyte)(心筋細胞) (04-2-cardiac-muscle)、平滑筋細胞smooth muscle cells 平滑筋細胞(smooth muscle cells)smooth muscle cells(平滑筋細胞) (04-3-smooth-muscle)間に存在
- 心筋・平滑筋では電気的な興奮の伝播(機能的合胞体functional syncytium 機能的合胞体(functional syncytium)functional syncytium(機能的合胞体) としての協調収縮)にも寄与する
⭐ 「コネキシンconnexinコネキシン(connexin)connexin(コネキシン)」と「コネクソンconnexonsコネクソン(connexons)connexons(コネクソン)」を取り違えない——6:1:2 の数字で覚える。 コネキシンconnexinコネキシン(connexin)connexin(コネキシン)6分子=コネクソン connexonsコネクソン(connexons) connexons(コネクソン)1個、コネクソンconnexonsコネクソン(connexons)connexons(コネクソン)2個=細胞間チャネル1本。ヒトコネキシン connexin コネキシン(connexin) connexin(コネキシン) 26の3.5 Å分解能の結晶構造 crystal structure 結晶構造(crystal structure) crystal structure(結晶構造) でこの化学量論 stoichiometry 化学量論(stoichiometry) stoichiometry(化学量論) が実際に確かめられており、各コネキシン connexin コネキシン(connexin) connexin(コネキシン) は4本の膜貫通ヘリックスをもち、6本のN末端ヘリックスが作る漏斗部 infundibulum 漏斗部(infundibulum) infundibulum(漏斗部) が「どの大きさの分子まで通すか」を決めている8。コネキシンconnexin コネキシン(connexin)connexin(コネキシン) は遺伝子族で、コネキシンconnexin コネキシン(connexin)connexin(コネキシン) 26(GJB2)の変異は先天性難聴 congenital hearing loss 先天性難聴(congenital hearing loss) congenital hearing loss(先天性難聴) の代表的な原因、コネキシンconnexin コネキシン(connexin)connexin(コネキシン) 43は心筋・骨・多くの上皮の主力である。
基底陥入とヘミデスモソーム/フォーカルアドヒージョン
- 基底陥入basal infoldings基底陥入(basal infoldings)basal infoldings(基底陥入):細胞膜の陥入にイオンポンプ ion pump イオンポンプ(ion pump) ion pump(イオンポンプ) (Na⁺/K⁺-ATPaseNa⁺/K⁺-ATPase(sodium-potassium ATPase), 01-1-plasma-membrane)が並び、近接するミトコンドリアからATP供給を受ける。腎尿細管(近位・遠位曲尿細管distal convoluted tubule (DCT)遠位曲尿細管(distal convoluted tubule (DCT))distal convoluted tubule (DCT)(遠位曲尿細管))、唾液腺導管に分布。
- ヘミデスモソームhemidesmosomesヘミデスモソーム(hemidesmosomes)hemidesmosomes(ヘミデスモソーム):インテグリンintegrinインテグリン(integrin)integrin(インテグリン)という膜貫通タンパク transmembrane protein 膜貫通タンパク(transmembrane protein) transmembrane protein(膜貫通タンパク) 質を介して、上皮細胞を下層の基底膜(02-4-basement-membrane)に係留する結合。細胞骨格と細胞外基質 extracellular matrix 細胞外基質(extracellular matrix) extracellular matrix(細胞外基質) を連結する。構成は少なくとも5成分で、膜貫通側がインテグリンα6β4integrin alpha-6 beta-4インテグリンα6β4(integrin alpha-6 beta-4)integrin alpha-6 beta-4(インテグリンα6β4)とBP180(XVII型コラーゲンtype XVII collagenXVII型コラーゲン(type XVII collagen)type XVII collagen(XVII型コラーゲン))、細胞質プラーク側がプレクチンplectin プレクチン(plectin)plectin(プレクチン) (HD1)とBP230、そこにケラチンkeratin ケラチン(keratin)keratin(ケラチン) 中間径フィラメント intermediate filaments中間径フィラメント(intermediate filaments) intermediate filaments(中間径フィラメント)が繋がる9。
- フォーカルアドヒージョンfocal adhesionフォーカルアドヒージョン(focal adhesion)focal adhesion(フォーカルアドヒージョン):インテグリン integrin インテグリン(integrin) integrin(インテグリン) を含む構造で、細胞内のアクチン束と細胞外基質 extracellular matrix 細胞外基質(extracellular matrix) extracellular matrix(細胞外基質) の間に力学的な連結を作る。細胞を基底膜に接着させる。
💡 デスモソームdesmosomeデスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム)・接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) が「細胞と細胞」を結ぶのに対し、ヘミデスモソームhemidesmosomesヘミデスモソーム(hemidesmosomes)hemidesmosomes(ヘミデスモソーム)・フォーカルアドヒージョンfocal adhesion フォーカルアドヒージョン(focal adhesion)focal adhesion(フォーカルアドヒージョン) は「細胞と細胞外基質 extracellular matrix 細胞外基質(extracellular matrix) extracellular matrix(細胞外基質) (基底膜)」を結ぶ——接頭辞“hemi-”(半分)は、デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) の片側だけ(細胞—基底膜間)に相当する構造だからという語源を知っておくと、上皮を土台に固定する仕組みとして自然に位置づけられる。
⚠️ ただし「半分のデスモソーム desmosomeデスモソーム(desmosome) desmosome(デスモソーム)」という名前は電顕 electron microscopy, EM 電顕(electron microscopy, EM) electron microscopy, EM(電顕) での見た目に由来するだけで、分子的にはデスモソーム desmosome デスモソーム(desmosome) desmosome(デスモソーム) の半分ではない。 デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) がデスモグレイン Desmogleinデスモグレイン(Desmoglein) Desmoglein(デスモグレイン)/デスモコリンというカドヘリンcadherinカドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン)を使い、プラークをデスモプラキンが作るのに対し、ヘミデスモソームhemidesmosomes ヘミデスモソーム(hemidesmosomes)hemidesmosomes(ヘミデスモソーム) はインテグリンα6β4integrin alpha-6 beta-4 インテグリンα6β4(integrin alpha-6 beta-4)integrin alpha-6 beta-4(インテグリンα6β4) とBP180(XVII型コラーゲンtype XVII collagenXVII型コラーゲン(type XVII collagen)type XVII collagen(XVII型コラーゲン))という全く別系統の受容体を使い、プラークはプレクチンplectin プレクチン(plectin)plectin(プレクチン) とBP230が作る9。とくにBP180は細胞外ドメイン extracellular domain 細胞外ドメイン(extracellular domain) extracellular domain(細胞外ドメイン) がコラーゲン様という珍しい接着受容体で、ヘミデスモソームhemidesmosomes ヘミデスモソーム(hemidesmosomes)hemidesmosomes(ヘミデスモソーム) と基底膜をつなぐ係留フィラメントの主要成分である。「ケラチンkeratin ケラチン(keratin)keratin(ケラチン) に繋がる」という一点だけが共通で、分子は総取り替え、と覚える。
⭐ 接着装置の分子名は、そのまま水疱症の分類になる。 表皮内で細胞どうしが離れる天疱瘡pemphigus天疱瘡(pemphigus)pemphigus(天疱瘡)が接着斑 macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome) macula adherens / desmosome(接着斑) (デスモグレインDesmogleinデスモグレイン(Desmoglein)Desmoglein(デスモグレイン))の病気であるのに対し、水疱性類天疱瘡bullous pemphigoid水疱性類天疱瘡(bullous pemphigoid)bullous pemphigoid(水疱性類天疱瘡)は表皮と基底膜の間で剥がれる病気で、自己抗体の標的はヘミデスモソーム hemidesmosomes ヘミデスモソーム(hemidesmosomes) hemidesmosomes(ヘミデスモソーム) のBP180とBP230である。さらに先天性の表皮水疱症 Epidermolysis bullosa 表皮水疱症(Epidermolysis bullosa) Epidermolysis bullosa(表皮水疱症) では、インテグリンintegrin インテグリン(integrin)integrin(インテグリン) β4(ITGB4)やBP180、プレクチンplectin プレクチン(plectin)plectin(プレクチン) の遺伝子変異が接合部型・単純型simple 単純型(simple)simple(単純型) の原因になる。剥離が起きる高さ=壊れた接着装置の高さという対応で整理する。
まとめ
- 密着結合tight junction 密着結合(tight junction)tight junction(密着結合) は頂端・基底コンパートメント compartment コンパートメント(compartment) compartment(コンパートメント) を分離し、物質移動を細胞内経路に限定するバリアとして働く。
- 接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) (カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) +アクチン)と接着斑 macula adherens / desmosome接着斑(macula adherens / desmosome) macula adherens / desmosome(接着斑)/デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) (カドヘリンcadherin カドヘリン(cadherin)cadherin(カドヘリン) +ケラチン keratinケラチン(keratin) keratin(ケラチン))は細胞間接着 intercellular adhesion 細胞間接着(intercellular adhesion) intercellular adhesion(細胞間接着) だが連結する細胞骨格が異なる。
- ギャップ結合gap junction ギャップ結合(gap junction)gap junction(ギャップ結合) はコネキシン connexin コネキシン(connexin) connexin(コネキシン) 6分子からなるコネクソン connexons コネクソン(connexons) connexons(コネクソン) (ヘミチャネル)2個の対合 synapsis 対合(synapsis) synapsis(対合) で作られ、細胞間で小分子・イオンを直接やり取りし、心筋・平滑筋の協調収縮にも関与する。
- ヘミデスモソームhemidesmosomes ヘミデスモソーム(hemidesmosomes)hemidesmosomes(ヘミデスモソーム) とフォーカルアドヒージョン focal adhesion フォーカルアドヒージョン(focal adhesion) focal adhesion(フォーカルアドヒージョン) はインテグリン integrin インテグリン(integrin) integrin(インテグリン) を介して上皮細胞を基底膜に固定する。ヘミデスモソームhemidesmosomes ヘミデスモソーム(hemidesmosomes)hemidesmosomes(ヘミデスモソーム) はインテグリンα6β4 integrin alpha-6 beta-4インテグリンα6β4(integrin alpha-6 beta-4) integrin alpha-6 beta-4(インテグリンα6β4)・BP180と、プレクチンplectinプレクチン(plectin)plectin(プレクチン)・BP230のプラークからなり、デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) とは分子系統が別である。
- 密着結合tight junction 密着結合(tight junction)tight junction(密着結合) ストランドの本体はクローディン(オクルディンは副次的)、三細胞間接触部はトリセルリンが担う。
- 接着帯zonula adherens / belt desmosome 接着帯(zonula adherens / belt desmosome)zonula adherens / belt desmosome(接着帯) はEカドヘリン cadherin カドヘリン(cadherin) cadherin(カドヘリン) +カテニン cateninカテニン(catenin) catenin(カテニン)、接着斑macula adherens / desmosome 接着斑(macula adherens / desmosome)macula adherens / desmosome(接着斑) はデスモグレイン Desmogleinデスモグレイン(Desmoglein) Desmoglein(デスモグレイン)/デスモコリン+デスモプラキンで、後者を自己抗体が壊すのが天疱瘡 pemphigus 天疱瘡(pemphigus) pemphigus(天疱瘡) (尋常性=デスモグレイン3 desmoglein 3デスモグレイン3(desmoglein 3) desmoglein 3(デスモグレイン3)、落葉状=デスモグレイン1 desmoglein 1デスモグレイン1(desmoglein 1) desmoglein 1(デスモグレイン1))である。
出典
- 1.A single gene product, claudin-1 or -2, reconstitutes tight junction strands and recruits occludin in fibroblasts(The Journal of Cell Biology・1998)密着結合をもたないマウスL線維芽細胞にクローディン1または2のcDNAを単独で導入するだけで、生体内と同様の密着結合ストランドの網目が再構成される。一方オクルディンを単独で導入しても短いストランドがわずかにできるだけで、クローディンと共発現させて初めてストランドへ組み込まれる。すなわちストランド形成の本体はクローディンであり、オクルディンは副次的(accessory)な構成要素である閲覧 2026-08-24
- 2.Claudin multigene family encoding four-transmembrane domain protein components of tight junction strands(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America・1999)クローディンは4回膜貫通ドメインをもつ多重遺伝子族で、クローディン3〜8の同定によりファミリーの存在が示された。ノーザンブロットで組織分布のパターンはクローディンの種類ごとに大きく異なり、複数のファミリーメンバーが組織ごとに密着結合ストランドの形成に関与する閲覧 2026-08-24
- 3.Tricellulin constitutes a novel barrier at tricellular contacts of epithelial cells(The Journal of Cell Biology・2005)2細胞間の密着結合はクローディンで説明されるが、3細胞が寄り合う三細胞間接触部はバリアの弱点として残っていた。この部位の垂直に走る密着結合ストランドに集積する最初の膜貫通タンパク質としてトリセルリンが同定され、RNA干渉で発現を抑えると上皮バリアが破綻し三細胞間接触部と2細胞間密着結合の両方が乱れる閲覧 2026-08-24
- 4.Deconstructing the cadherin-catenin-actin complex(Cell・2005)カドヘリンがβカテニン・αカテニンを介してアクチン細胞骨格に連結するという定説の4者複合体は実証されたことがなく、αカテニンはEカドヘリン・βカテニン複合体とアクチン線維に同時には結合できない(ビンキュリン・αアクチニン共存下でも、溶液中でもカドヘリン含有膜上でも)。連結は従来考えられていたより動的である閲覧 2026-08-24
- 5.alpha-Catenin as a tension transducer that induces adherens junction development(Nature Cell Biology・2010)αカテニンは張力に依存した構造変化によってもう一つのアクチン結合タンパク質ビンキュリンを呼び込む張力トランスデューサーであり、機械的刺激を化学的応答へ変換して接着帯の成熟を促す閲覧 2026-08-24
- 6.Autoantibodies against a novel epithelial cadherin in pemphigus vulgaris, a disease of cell adhesion(Cell・1991)尋常性天疱瘡の自己抗体が標的とする角化細胞表面の130 kDa糖タンパク質(尋常性天疱瘡抗原)は、Ca²⁺依存性接着分子カドヘリンファミリーに属し、デスモグレインIと最も強い相同性を示す新規の上皮カドヘリンである。天疱瘡は細胞接着の病気である閲覧 2026-08-24
- 7.Lack of mucosal involvement in pemphigus foliaceus may be due to low expression of desmoglein 1(The Journal of Investigative Dermatology・1998)デスモグレイン3が尋常性天疱瘡抗原、デスモグレイン1が落葉状天疱瘡抗原である。口腔粘膜・食道ではデスモグレイン1の発現量がデスモグレイン3よりはるかに低く、表皮では逆にデスモグレイン1が優位であるため、落葉状天疱瘡では抗デスモグレイン1抗体があっても残るデスモグレイン3で接着が保たれ粘膜病変が出にくい閲覧 2026-08-24
- 8.Structure of the connexin 26 gap junction channel at 3.5 A resolution(Nature・2009)ヒトコネキシン26(GJB2)のギャップ結合チャネル結晶構造(3.5 Å)により、膜貫通ヘミチャネル(コネクソン)1個がコネキシン6分子(プロトマー)からなり、各プロトマーが4本の膜貫通ヘリックスをもつこと、隣接2細胞のヘミチャネルが対合して1本の細胞間チャネルを作ることが示された。6本のN末端ヘリックスが作る漏斗部が通過分子の大きさを決める閲覧 2026-08-24
- 9.Hemidesmosomes and their unique transmembrane protein BP180(Microscopy Research and Technique・1998)ヘミデスモソームは重層・複合上皮のケラチン中間径フィラメントを細胞外基質へ連結する接着複合体で、少なくとも5種の構成タンパク質からなる。細胞質プラーク側がHD1/プレクチンとBP230、膜貫通側がインテグリンα6β4とBP180である。BP180は細胞外ドメインがコラーゲン様である点で特異な接着受容体で、ヘミデスモソームと基底膜をつなぐ係留フィラメントの主要成分である閲覧 2026-08-24