钙粘蛋白

钙粘蛋白（或钙粘素、cadherins（calcium-dependent adhesion））是一类I型跨膜蛋白，由日本科学家竹市雅俊发现并命名。它们在细胞连接中扮演重要角色，保证了细胞在组织中彼此结合。发挥它们的功能需要钙离子（Ca2+），因此得名。钙粘蛋白超家族包括钙粘蛋白，原钙粘蛋白，桥粒芯糖蛋白（desmogleins），桥粒芯胶粘蛋白（desmocollins）等。它们在结构方面，共享了“钙粘蛋白重复”的胞外钙离子-结合结构域。钙粘蛋白分为若干类型，每一类用一个前缀表示（一般地，表示了其与哪一类组织相关）。已在细胞培养和发育过程中观察到，包含某一特定钙粘蛋白亚型的细胞趋向于簇集在一起而排斥包含其他类别的细胞。例如，包含N-钙粘蛋白的细胞趋向于同其他表达N-钙粘蛋白的细胞聚集在一起。然而，也要注意到细胞培养实验中，混合速度可以影响其同型（homotypic）特异性的程度。此外，其他若干小组在不同的实验中观察到异型结合亲和性（即，不同类型的钙粘蛋白结合在一起）。目前一种模型主张细胞基于动力学特异性而非热力学特异性来区分钙粘蛋白亚型，理由是不同的钙粘蛋白同型键具有不同的寿命。钙粘蛋白家族的不同成员在不同的位置出现。E-钙粘蛋白位于上皮组织；N-钙粘蛋白在神经元中；P-钙粘蛋白在胎盘中。T-钙粘蛋白没有胞浆结构域且必须系链到质膜上。（上皮）E-钙粘蛋白是研究最为透彻的钙粘蛋白家族成员。它由胞外结构域5个钙粘蛋白重复（EC1~EC5），一个跨膜结构域及一个结合p120连环素-和ß-连环素的胞内结构域组成。胞内结构域包括一个高度磷酸化的区域，该区域对其与ß-连环素的结合，继而对于E-钙粘蛋白的功能至关重要。 上皮细胞中，含E-钙粘蛋白的细胞间连接经常毗邻含肌动蛋白的细胞骨架的微丝。E-钙粘蛋白首先表达在哺乳动物发育的2细胞期，在8细胞期被磷酸化，而导致紧密化（compaction）。成年组织中，E-钙粘蛋白在上皮组织中表达，以5小时的半衰期在细胞表面持续更新。癌症的发展和转移牵涉了E-钙粘蛋白功能或表达的缺失。 E-钙粘蛋白下调降低了一个组织内细胞黏附的强度，导致细胞活动性（motility）增加。这可以转而允许癌细胞穿过基底膜入侵周围组织。E-钙粘蛋白也被病理学家用于诊断不同类型的乳腺癌。与浸润性导管癌相比，免疫组化研究中大部分浸润性小叶癌的E-钙粘蛋白表达明显减少或消失。