sejtadhézió sejtkapcsoló struktúrák

Sejtadhézió Sejtadhézió

Sejtkapcsoló struktúrákSejtkapcsoló struktúrák

Dr. habil. Kőhidail LászlóDr. habil. Kőhidail Lászlóegyetemi docensegyetemi docensSemmelweis EgyetemSemmelweis EgyetemGenetikai, Sejt- és Immunbiológiai IntézetGenetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet

KemotaxisKemotaxis20122012

Sejtadhézió jelentősége:Sejtadhézió jelentősége: Sejtlemezek kialakulásaSejtlemezek kialakulása

SejtadhézióSejtadhéziójelentősége:jelentősége:

TöbbrétegűTöbbrétegűsejtsorok sejtsorok kialakulásakialakulása

AdhézióAdhézió

„„Rolling”Rolling”

BelépésBelépés

MigrációMigráció

Limfociták kilépése az endotélenLimfociták kilépése az endotélen

homing receptorhoming receptor

vaszkuláris addressinvaszkuláris addressin

Adhéziós molekulák fő Adhéziós molekulák fő csoportjaicsoportjai

Sejtadhézió során expresszálódó főbbSejtadhézió során expresszálódó főbbsejtfelszíni kapcsoló molekuláksejtfelszíni kapcsoló molekulák

CadhedrinekCadhedrinek homofilhomofil SzelektinekSzelektinek heterofilheterofil IntegrinekIntegrinek heterofilheterofil ImmunoglobulinImmunoglobulin homofilhomofil domaint tart. mol.domaint tart. mol.

Ca2+

ECMECM pl. integrinpl. integrin

i.c. kapcsoló fehérjéki.c. kapcsoló fehérjék

pl. cadherinpl. cadherin

cito-cito-szkele-szkele-tonton

CaCa2+2+

CaCa2+2+

CaCa2+2+

Honofil kapcsolatHonofil kapcsolat Sejt-sejtSejt-sejt Ca2+-függő kötődésCa2+-függő kötődés I.c. aktinhoz vagy I.c. aktinhoz vagy intermedier filamentumhozintermedier filamentumhoz kapcsolkapcsolGerincesek fejlődésébenGerincesek fejlődésében meghatározó szerepmeghatározó szerep

catetincatetin

aktin v.aktin v.IFIF

CadherinCadherin

Szövetspecifitás:Szövetspecifitás:N - nerveN - nerveP - placentaP - placentaE - epithelialE - epithelial

SzelektinekSzelektinek

Lektin típusúLektin típusúszénhidrát-kötő fehérjékszénhidrát-kötő fehérjék

Szövetspecifitás:Szövetspecifitás:E - epitheliálisE - epitheliálisL - limfoidL - limfoidP - placentaP - placenta

L szelektin: szerepe van az adhézió kezdeti fázisának L szelektin: szerepe van az adhézió kezdeti fázisának kialakulásában; kialakulásában; újszülöttekben kevés van belőle ezzel is újszülöttekben kevés van belőle ezzel is magyarázzák a gyulladásos reakciók viszonylag magyarázzák a gyulladásos reakciók viszonylag kis számát.kis számát.

SS

SS

IntegrinIntegrin

CaCa2+2+-függő kötődés-függő kötődés Heterofil kapcsolatHeterofil kapcsolat Fokális kontaktusFokális kontaktus I.c. kapcsoló molekulákI.c. kapcsoló molekulák pl. talin, pl. talin, -aktinin, vinculin-aktinin, vinculin E.c. kötésben fontos RGDE.c. kötésben fontos RGD Partner molekulák:Partner molekulák: fibronektinfibronektin

lamininlamininkollagénkollagén

HiányaHiánya esetén ( esetén () a leukocyta adhézió károsodik, s ez) a leukocyta adhézió károsodik, s eza a fertőzésekfertőzések számát növeli számát növeli

Ig-szerűIg-szerűdomainokdomainok

CAM = Cell Adhesion MoleculesCAM = Cell Adhesion Molecules

5 db Ig-szerű domain5 db Ig-szerű domain Ca2+-tól független adhézióCa2+-tól független adhézió Homofil kapcsolat - jellemzőHomofil kapcsolat - jellemző Heterofil kapcsolat - ritkaHeterofil kapcsolat - ritka 20-nál több variáció20-nál több variáció A fejődés kritikus fáűzisábanA fejődés kritikus fáűzisában expresszálódnakexpresszálódnak Szövetspecifitás:Szövetspecifitás:

N-CAM - neuronN-CAM - neuronL-CAM - májL-CAM - máj

MelanomábanMelanomában - összefüggés - összefüggésaz az ICAM-1ICAM-1 és a tumor és a tumoráttétképzőképessége közöttáttétképzőképessége között

Sejt-sejt kapcsolatokSejt-sejt kapcsolatok

Sejtkapcsoló struktúrákSejtkapcsoló struktúrák

• Tight junctionTight junction• Zonula adherensZonula adherens• DesmosomaDesmosoma• Gap junctionGap junction• HemidesmosomaHemidesmosoma• InterdigitációInterdigitáció

Tight junction = zonula occludensTight junction = zonula occludens

intercelluláris térintercelluláris tér

Lipid bilayer Lipid bilayer Citoplazmatikus feleCitoplazmatikus fele

transzmembrán proteinektranszmembrán proteinekoccludinoccludin

0.6 0.6 mm

Tight junction „szigetelő” hatásának kimutatásaTight junction „szigetelő” hatásának kimutatásanegatív festésselnegatív festéssel

Occludin –vonalak rendszereOccludin –vonalak rendszere

Tight junction szerepeTight junction szerepe

• Mechanikai kapcsolatMechanikai kapcsolat• Barrier funkcióBarrier funkció• Megakadályozza Megakadályozza

a vízoldékony molekulák bejutásáta vízoldékony molekulák bejutásáta membránkomponensek laterális diffúziójáta membránkomponensek laterális diffúzióját

• Az occludin kapcsolódásához CaAz occludin kapcsolódásához Ca2+2+ szükséges szükséges • Permeabilitás: inorganikus anyagokPermeabilitás: inorganikus anyagok

aminosavakaminosavak monoszaccharidokmonoszaccharidok

Rekeszes desmosoma – septate Rekeszes desmosoma – septate junctionjunction

• a sejtek apikális részénél találhatóka sejtek apikális részénél találhatók• folytonos gyűrűt képeznek (ld. z. adherens)folytonos gyűrűt képeznek (ld. z. adherens)• sejtek összetartását segítik elősejtek összetartását segítik elő• aktin kihorgonyzási helyeiaktin kihorgonyzási helyei

Dezmoszóma = macula adherensDezmoszóma = macula adherens

Sejt-sejt közötti patentkapocs-szerű kötődésSejt-sejt közötti patentkapocs-szerű kötődés

dezmoszómális cadherinekdezmoszómális cadherinekpl. desmoglein, desmocollinpl. desmoglein, desmocollin

citoplazmatikus plakkcitoplazmatikus plakkdezmoplakin, plakoglobindezmoplakin, plakoglobin

intermedier filamentumokintermedier filamentumok

aktinaktin

DezmoszómaDezmoszóma

Desmosoma TEM szerkezeteDesmosoma TEM szerkezete

Intermedier Intermedier filamentumokfilamentumok(pl. keratin)(pl. keratin)

Citoplazmatikus Citoplazmatikus plakkplakk

cadherinekcadherinek

Desmosomákat Desmosomákat összekötő összekötő membrán alatti membrán alatti

hálózathálózat

Gap junction = „réses kapcsolat”Gap junction = „réses kapcsolat”(1958, 1968)(1958, 1968)

• A szomszédos sejtek közötti 2-4 nm-es rést hidalja átA szomszédos sejtek közötti 2-4 nm-es rést hidalja át

• Hexagonális szerkezetű csatornát (connexon) képezHexagonális szerkezetű csatornát (connexon) képez

• A csatorna falát 6 db connexin alkotja A csatorna falát 6 db connexin alkotja (4 db a helikális komponens)(4 db a helikális komponens)

• A csatornák szövet, ill. sejt specifikusakA csatornák szövet, ill. sejt specifikusak a connexinek eltérő volta miatt a connexinek eltérő volta miatt

• A csatornákon anyagok szabályozott áramlása történikA csatornákon anyagok szabályozott áramlása történik (max MS. 1000) (max MS. 1000)

Gap junctionGap junction

Gap junctionGap junction

Gap junction szerepeGap junction szerepe• Neuronokban a neurotranszmitterek, cAMP, Neuronokban a neurotranszmitterek, cAMP, Ca Ca 2+2+ transzportja transzportja

• Korai embriókban - szignalizációKorai embriókban - szignalizáció

PlazmodezmataPlazmodezmata

A gap junctionhoz hasonló funkcióA gap junctionhoz hasonló funkcióVírusfertőzés a pórusátmérő növekedését okozzaVírusfertőzés a pórusátmérő növekedését okozza

sERsER

dezmotubulusdezmotubuluscitoplazmacitoplazma

plazma membránplazma membrán

sejtfalsejtfal

plazmodezmataplazmodezmata

PlazmodezmataPlazmodezmata

ERER

dezmotubulusdezmotubulus

sejtmembránsejtmembrán

Fél-desmosomaFél-desmosoma

Hámsejtek rögzítése Hámsejtek rögzítése a bazális membránhoza bazális membránhoz

Bazális csíkolatBazális csíkolat

InterdigitácioInterdigitácio

Hámsejtek esetében jellemzőHámsejtek esetében jellemző

actin filamentumactin filamentum actininactinin

vinculinvinculin

paxillinpaxillin

talintalin

integrinintegrinfibronectinfibronectin

A fokális kontaktus szerkezeteA fokális kontaktus szerkezete

Fokális kontaktusokFokális kontaktusok

aktin aktin

vinkulinvinkulin

Extracelluláris matrixExtracelluláris matrix

Extracelluláris matrix – Építő elemekExtracelluláris matrix – Építő elemek

• Glycosaminoglycanok (GAG-ok)Glycosaminoglycanok (GAG-ok)

heparán szulfátheparán szulfát keratán szulfátkeratán szulfát chondroitin szulfátchondroitin szulfát

• „ „Core-proteinek”Core-proteinek” aggrecan – decorinaggrecan – decorin

kollagén – elasztin - struktúrakollagén – elasztin - struktúra fibronektin – laminin - adhéziófibronektin – laminin - adhézió

Extracelluláris matrix - FunkcióExtracelluláris matrix - Funkció

• Sejtmozgást befolyásoljákSejtmozgást befolyásolják

• Szecernált szignál molekulák Szecernált szignál molekulák aktivitását szabályozzákaktivitását szabályozzák

• Koreceptorként működhetnekKoreceptorként működhetnek

FibronektinekFibronektinek

kollagénkollagén

sejtsejt

heparinheparin

Dimer eltérőDimer eltérőösszetételűösszetételűláncokból –láncokból –alternatív splicingalternatív splicing

RGDRGD

FibronektinekFibronektinek

• GlikoproteinekGlikoproteinek• Dimer-szerkezetDimer-szerkezet• RGD (Arg-Gly-Asp)RGD (Arg-Gly-Asp)• Plazma fibronektinekPlazma fibronektinek• Gén „K.O.” kísérletekGén „K.O.” kísérletek

ArgArgGlyGly

AspAsp

Bazális laminaBazális lamina

Rétegei:Rétegei: lamina lucidalamina lucidalamina densalamina densalamina fibroreticularislamina fibroreticularis

SejtSejt

Ktsz.Ktsz.

AlkotóiAlkotói:: IV. kollagénIV. kollagénlamininlamininperlecanperlecanentactinentactin

Bazális membrán SEM képeBazális membrán SEM képe

bazálisbazálismembránmembrán

kollagénkollagénfibrillumokfibrillumok

epitheliálisepitheliális sejteksejtek

Bazális membránt alkotó fehérjékBazális membránt alkotó fehérjék

KollagénKollagén

• 10-300 nm10-300 nm átmérőjű fibrillumok átmérőjű fibrillumok

• Több mint 15 típusa ismertTöbb mint 15 típusa ismert• I., II., III., V., XI. – fibrillum kialakításI., II., III., V., XI. – fibrillum kialakítás• IV., VII. – hálózat képzéseIV., VII. – hálózat képzése• IX., XII. fibrillumok asszociációjIX., XII. fibrillumok asszociációj

Kollagén rost felépüléseKollagén rost felépülése

Pro, LysPro, Lys hidroxilációhidroxiláció

összeépülésösszeépülés

triple helix képzéstriple helix képzés

szekréciószekréció

prokollagén prokollagén lehasításalehasítása

FibrillummáFibrillummá épülésépülés

fibrillumok fibrillumok rosttárosttárendeződéserendeződése

glikozilációglikoziláció

-lác szintézise-lác szintézise

Kollagén fibrillum negatív Kollagén fibrillum negatív festődésefestődése

kollagén molekulákkollagén molekulák közötti résekközötti rések

kollagénkollagén

Kollagén fibrillumok SEM képeKollagén fibrillumok SEM képe

LamininLaminin

A láncA lánc BB11 lánc lánc BB2 2 lánclánc

Globuláris Globuláris doménekdomének

-helix-helix

• mindegyik láncnak több típusa is fellelhetőmindegyik láncnak több típusa is fellelhető• 18 laminin izoforma 18 laminin izoforma • szöveti eltérésekszöveti eltérések

Kollagén IVKollagén IV

PerlecanPerlecan

LamininLaminin

EntactinEntactin

ElasztinElasztin

nyújtásnyújtás lazításlazítás

keresztkötésekkeresztkötések

elasztin rostelasztin rost

Aggrecan aggregátumAggrecan aggregátum

Egy komplex:Egy komplex:

• mol.súlya kb. mol.súlya kb. 101088

• térfogata 2x10térfogata 2x10-12-12 cm cm33 (= baktérium)(= baktérium)

Aggrecan aggregátumAggrecan aggregátum

Chondroitin szulfátChondroitin szulfát

KapcsolóKapcsolóproteinekproteinek

CoreCoreprot.prot.

KeratinKeratin

szulfátszulfát

HialuronanHialuronan

1 1 mm

A focalis contactus molekuláris összetételeA focalis contactus molekuláris összetételeFimbrinFimbrinNexilinNexilin

TensinTensinA-ActininA-ActininTalinTalin

PaxillinPaxillinCaveolinCaveolin

ZyxinZyxinPalladinPalladinVinexinVinexinPonsinPonsin

Integrin, Syndecan-4, Leukocyte common antigenIntegrin, Syndecan-4, Leukocyte common antigen

Integrinek indukciójaIntegrinek indukciója

PP PP PP PPaktinaktin

e.c. matrixe.c. matrix

aktiváltaktiváltintegrinintegrin

Matrix kötőhelyMatrix kötőhely

Citoszkeleton kötőhelyCitoszkeleton kötőhely