ข้อมูล

บทบาทของเส้นใยระดับกลางในเซลล์ - การส่งสัญญาณของเซลล์


ข้อความในตำราเรียนของฉันกล่าวสั้น ๆ ว่าบทบาทของเส้นใยกลางในโครงร่างโครงร่างคือ เปิดใช้งานการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ถึงเซลล์โดยขยายระหว่างทางแยกพิเศษและปล่อยให้เซลล์ยึดติดกับเยื่อหุ้มชั้นใต้ดิน

สิ่งนี้หมายความว่า?


มี desmosomes และ gap junctions (cell-cell-contact) และ hemidesmosomes (cell-basal membrane-contact) ซึ่งทำให้โครงสร้างเซลล์รวมกันมีความเสถียร ฉันไม่ค่อยตระหนักถึงหัวข้อนี้ แต่ฉันพบเอกสารที่อาจช่วยคุณได้ :)

ฟิลาเมนต์ระดับกลางในสถาปัตยกรรมเซลล์

เดสโมโซมและเฮมิเดสโมโซม

ทบทวนช่องว่างทางแยก

อุปสรรคเลือดอัณฑะและโครงสร้างการติดต่อระหว่างเซลล์กับเซลล์ต่างๆ


บทบาทของเส้นใยระดับกลางในเซลล์ - การส่งสัญญาณของเซลล์ - ชีววิทยา

ฟิลาเมนต์ขั้นกลางทำจากโปรตีนเส้นใยหลายเส้นที่พันเข้าด้วยกัน (รูปที่ 1) องค์ประกอบเหล่านี้ของโครงร่างโครงกระดูกได้ชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 ถึง 10 นาโนเมตรนั้นอยู่ระหว่างไมโครฟิลาเมนต์และไมโครทูบูล

รูปที่ 1 เส้นใยระดับกลางประกอบด้วยเส้นใยโปรตีนที่พันกันหลายเส้น

ฟิลาเมนต์ระดับกลางไม่มีบทบาทในการเคลื่อนที่ของเซลล์ หน้าที่ของพวกเขาคือโครงสร้างล้วนๆ พวกมันรับแรงตึง จึงรักษารูปร่างของเซลล์ และยึดนิวเคลียสและออร์แกเนลล์อื่นๆ ให้เข้าที่ รูปที่ 2 แสดงให้เห็นว่าเส้นใยระดับกลางสร้างโครงรองรับภายในเซลล์ได้อย่างไร

เส้นใยกลางเป็นกลุ่มขององค์ประกอบโครงร่างที่มีความหลากหลายมากที่สุด โปรตีนเส้นใยหลายชนิดพบได้ในเส้นใยระดับกลาง คุณคงคุ้นเคยกับเคราตินมากที่สุด ซึ่งเป็นโปรตีนเส้นใยที่ช่วยให้ผม เล็บ และหนังกำพร้าแข็งแรง

รูปที่ 2 ไมโครฟิลาเมนต์ทำให้เยื่อหุ้มสมองรอบขอบด้านในของเซลล์หนาขึ้น เช่น แถบยาง พวกมันต้านทานแรงตึง พบไมโครทูบูลภายในเซลล์ซึ่งรักษารูปร่างของเซลล์โดยต้านทานแรงอัด ฟิลาเมนต์ระดับกลางจะพบได้ทั่วทั้งเซลล์และยึดออร์แกเนลล์เข้าที่


เส้นใยระดับกลาง

เส้นใยระดับกลางเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของระบบโครงร่างโครงร่างของเซลล์ พวกมันอาจทำให้ออร์แกเนลล์เสถียรเช่นนิวเคลียสหรืออาจเกี่ยวข้องกับรอยต่อพิเศษ พวกเขาแตกต่างจาก "เส้นใยบาง" ด้วยขนาด (8-10 นาโนเมตร) และความจริงที่ว่าเส้นใยบางสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม หลักฐานล่าสุดระบุว่า Intermediate Filament อาจมีคุณสมบัติไดนามิกเช่นกัน ดูแถบด้านข้างสำหรับภาพถ่ายบางส่วน

เส้นใยระดับกลางเป็นหนึ่งในสามประเภทขององค์ประกอบโครงร่างโครงร่าง อีกสองชนิดเป็นเส้นใยบาง (แอกติน) และไมโครทูบูล บ่อยครั้งที่ส่วนประกอบทั้งสามทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มความสมบูรณ์ของโครงสร้าง รูปร่างของเซลล์ และการเคลื่อนที่ของเซลล์และออร์แกเนลล์ ฟิลาเมนต์ระดับกลางมีความเสถียร ทนทาน มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 8-10 นาโนเมตร (ขนาดปานกลางเมื่อเทียบกับเส้นใยบางและไมโครทูบูล) มีความโดดเด่นในเซลล์ที่ทนต่อความเครียดทางกลและเป็นส่วนที่ไม่ละลายน้ำมากที่สุดของเซลล์ เส้นใยกลางสามารถแยกออกได้โดยยูเรีย

ฟิลาเมนต์กลางมีห้าประเภท:

  1. Type I และ II: Acidic Keratin และ Basic Keratin ตามลำดับ ผลิตโดยเซลล์เยื่อบุผิวประเภทต่างๆ (กระเพาะปัสสาวะ ผิวหนัง ฯลฯ)
  2. ประเภทที่สาม เส้นใยระดับกลางมีการกระจายในเซลล์หลายประเภท ได้แก่ : วิเมนติน ในไฟโบรบลาสต์ เซลล์บุผนังหลอดเลือด และเม็ดเลือดขาว เดสมิน ในกล้ามเนื้อ glial fibrillary acidic factor ในแอสโทรไซต์และเกลียชนิดอื่นๆ และ อุปกรณ์ต่อพ่วง ในเส้นใยประสาทส่วนปลาย
  3. Type IV Neurofilament H (หนัก), M (ปานกลาง) และ L (ต่ำ) ตัวดัดแปลงหมายถึงน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีน NF IV อีกประเภทหนึ่งคือ "internexin" และ IV ที่ไม่ได้มาตรฐานบางชนิดพบได้ในเส้นใยเลนส์ของตา (filensin และ phakinin)
  4. Type V คือแผ่นลามิเนตที่มีลำดับสัญญาณนิวเคลียร์ ดังนั้นจึงสามารถสร้างเส้นใยรองรับภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียสนิวเคลียร์ชั้นใน แผ่นลามินมีความสำคัญต่อการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสหลังการแบ่งเซลล์

พอลิเมอไรเซชั่นเส้นใยระดับกลาง

โมโนเมอร์ฟิลาเมนต์ขั้นกลางแต่ละอันประกอบด้วยโดเมนของแกนอัลฟาเฮลิคอลร็อด ซึ่งเชื่อมต่อเทอร์มินัลอะมิโน (ส่วนหัว) และคาร์บอกซิล (ส่วนท้าย) รูปด้านล่าง (16-12 จาก Alberts et al Biology of the cell, Garland Publishing, N.Y. 1996) แสดงตัวอย่างบางส่วนของโมโนเมอร์

การก่อตัวของโปรโตฟิลาเมนต์

แท่งไม้จะพันรอบเส้นใยอีกเส้นหนึ่งเหมือนเชือกเพื่อสร้างสีหรี่ ขั้ว N และ C ของไส้หลอดแต่ละเส้นอยู่ในแนวเดียวกัน ฟิลาเมนต์ระดับกลางบางชนิดสร้างโฮโมไดเมอร์ในรูปแบบเฮเทอโรไดเมอร์อื่นๆ

ไดเมอร์เหล่านี้จะก่อตัวเป็นเตตระเมอร์เซที่เรียงกันเป็นส่วนหัว โปรดทราบว่าขั้วคาร์บอกซีและอะมิโนโปรเจ็กต์จากโปรโตฟิลาเมนต์นี้ เตตระเมอร์นี้ถือเป็นหน่วยย่อยพื้นฐานของไส้กลาง

ฟิลาเมนต์ 10 นาโนเมตรสุดท้ายเป็นอาร์เรย์เฮลิคัลของเตตระเมอร์เหล่านี้

ระเบียบว่าด้วยการประกอบหรือการถอดประกอบของฟิลาเมนต์ระดับกลาง

ฟิลาเมนต์ขั้นกลางส่วนใหญ่ถูกโพลีเมอร์อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานว่าแม้แต่โครงสร้างที่เสถียรเหล่านี้ก็ยังมีคุณสมบัติแบบไดนามิก มีเตตระเมอร์อิสระบางส่วนในไซโตพลาสซึมราวกับว่านี่เป็นหน่วยย่อยพื้นฐานสำหรับการประกอบเส้นใยใหม่ นอกจากนี้ หากสารฟอสโฟรีเลตซีรีนตกค้างในขั้วอะมิโนตัวใดตัวหนึ่งอาจทำให้เกิดการถอดประกอบได้

เพิ่ม tetramer ที่ติดฉลากลงในเซลล์ที่ผลิตเส้นใยระดับกลางชนิดนั้น สามารถดู tetramer ถูกรวมเข้ากับระบบโครงร่างโครงกระดูก และมองเห็นฉลากในอาร์เรย์เชิงเส้นหรือ squiggle หากคุณเพิ่มลงในเซลล์ที่ไม่ได้สร้างเตตระเมอร์ตามปกติ มันจะไม่เพิ่มและระบบโครงร่างโครงกระดูกจะไม่ "สว่างขึ้น"

สามารถทดสอบได้โดยการกู้คืนด้วยฟลูออเรสเซนต์หลังการฟอกสีด้วยแสง (FRAP)

เทคนิคนี้ใช้แสงเลเซอร์ยูวีเพื่อฟอกบริเวณฉลากในเซลล์ จากนั้น เราสามารถกู้คืนฉลากได้หลังจากแนะนำวัสดุที่ติดฉลากใหม่ หรือโดยการเคลื่อนย้ายฉลากเข้าไปในโครงสร้างอย่างง่าย ในกรณีของฟิลาเมนต์ระดับกลาง FRAP อนุญาตให้ตรวจจับการรวมตัวของเตตระเมอร์ที่ติดฉลากไว้ในจุดที่ฟอกขาวในโครงร่างโครงร่าง เราสามารถเปรียบเทียบเวลาของการรวมตัวของ tetramer ประเภทต่างๆ เข้ากับเส้นใย Intermediate ประเภทต่างๆ นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตการเคลื่อนที่ของโครงสร้างเหล่านี้ได้อีกด้วย กระดาษที่จะอ่านสำหรับการบรรยายนี้จะแสดงตัวอย่างการทดสอบทั้งสองประเภทนี้ ในเซลล์ด้านล่าง จุดดำเกิดขึ้นหลังจากการฟอกสีด้วยเลเซอร์ จุดจะเล็กลงหลังจากผ่านไป 30 นาทีและเกือบจะหายไปหลังจาก 2 ชั่วโมง

I โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับเส้นใยระดับกลาง

โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับฟิลาเมนต์ขั้นกลางอาจจับฟิลาเมนต์แบบเชื่อมขวาง (เพื่อเพิ่มความเสถียร) หรืออาจจับฟิลาเมนต์กับโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่างบางส่วนมีให้เห็นด้านล่าง

  • เพลกติน: เชื่อมขวางกับไมโครทูบูล
  • ตัวรับลามิน B: จับกับเยื่อหุ้มนิวเคลียสภายใน
  • Ankyryn: จับแอกตินกับเส้นใยระดับกลางที่ฐานของเซลล์
  • Desmoplakin: จับเส้นใยขั้นกลางที่ตำแหน่งเดสโมโซม

ประเภทของไส้กลาง

ในการวิวัฒนาการ Lamins อาจเป็นเส้นใยขั้นกลางตัวแรกที่สร้างขึ้น พวกมันมีโดเมนแบบก้านยาวมากและมีสัญญาณขนส่งนิวเคลียร์เพราะพวกมันอยู่ในนิวเคลียสใต้เปลือกนิวเคลียร์ พวกมันต่อเนื่องกันยกเว้นการแตกที่บริเวณที่มีรูพรุนของนิวเคลียส

ด้านบนจะแสดงเป็นอาร์เรย์แบบตาข่าย (จาก Alberts et al, Garland Press, NY) รูปทางซ้ายมือคือไมโครกราฟอิเล็กตรอนของพื้นที่ที่มีแผ่นลามินอยู่ภายในซองจดหมายนิวเคลียร์ พวกมันแยกแยะได้ยากจากเฮเทอโรโครมาตินที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกัน

แผ่นลามินถูกฟอสโฟรีเลตที่ส่วนท้ายของโพรเฟส และทำให้พวกมันแยกชิ้นส่วนเมื่อซองนิวเคลียร์แตกเช่นกัน จากนั้นฟอสเฟตจะถูกลบออกก่อนที่นิวเคลียสของเซลล์ลูกสาวจะก่อตัวและเส้นใยลามินจะประกอบขึ้นใหม่รอบโคโมโซมแต่ละชุดภายใต้เยื่อหุ้มนิวเคลียสภายในของเซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์ เราสามารถป้องกันกระบวนการนี้ได้โดยการเพิ่มแอนติบอดีลงในแผ่นเคลือบก่อนที่เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะก่อตัวขึ้น

ทางแยกพิเศษ

เส้นใยกลางประเภท I และ II เป็นเคราตินที่เป็นกรดและด่างตามลำดับ มอนอเมอร์ของพวกมันถูกพบในเซลล์เดียวกัน และไดเมอร์ต้องมีอย่างใดอย่างหนึ่งในแต่ละประเภท (เฮเทอโรไดเมอร์) หากมีเซลล์หนึ่งให้โมโนเมอร์ที่ติดฉลากไว้เพียงประเภทเดียว จะมีเพียงไม่กี่เซลล์เท่านั้นที่จะเพิ่มฉลากนั้นไปยังระบบโครงร่างโครงร่าง อย่างไรก็ตาม หากตัวใดตัวหนึ่งให้โมโนเมอร์ของทั้งสองประเภท ระบบโครงร่างโครงกระดูกของเคราตินจะถูกติดฉลากอย่างหนัก

เคราตินยังมีชนิดย่อยที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับเซลล์เยื่อบุผิวต่างๆ (กระเพาะปัสสาวะ ผิวหนัง ฯลฯ) หรือแม้แต่ชุดย่อยที่แตกต่างกันของเซลล์ประเภทหนึ่ง (เช่น เซลล์ชั้นผิวหนังชั้นนอก) สิ่งนี้มีประโยชน์ในการตรวจหาต้นกำเนิดของเซลล์ในเนื้องอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์ที่มีการแพร่กระจาย

ในเยื่อบุผิว เส้นใยกลางของเคราตินจะสร้างรอยต่อที่ยึดเซลล์ไว้ด้วยกัน (เดสโมโซม) หรือยึดเซลล์เข้ากับเมทริกซ์ (เฮมิเดสโมโซม) ในเซลล์กล้ามเนื้อ เส้นใยกลางที่สร้างเดโมโซมคือ "เดสมิน"

เดสโมโซม: แผ่นโลหะสองแผ่นบนเซลล์ที่อยู่ติดกัน (ประกอบด้วย desmoplakin และโปรตีนอื่น ๆ ) เชื่อมต่อกันด้วยโมเลกุลของแคดเธอริน โมเลกุลเหล่านี้เชื่อมโยงกันด้วยแคลเซียม เส้นใยชั้นกลางจะวนเข้าไปในแผ่นโลหะที่แผ่ออกไปในไซโตพลาสซึม สิ่งนี้เชื่อมโยงสองเซลล์เข้าด้วยกันอย่างมีโครงสร้าง เคราติน

เซลล์ด้านบนมาจากผิวหนังและเซลล์ดูเหมือนมีหนามที่ยื่นออกมาสัมผัสกับหนามจากเซลล์ที่อยู่ติดกัน แท้จริงแล้วสิ่งเหล่านี้คือจุดเชื่อมต่อของ desmosome ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อที่สำคัญในผิวหนัง เทคนิคการตรึงทำให้เซลล์หดตัว ทำให้มองเห็นจุดเชื่อมต่อได้ ไมโครกราฟอิเล็กตรอนที่แสดง desmosome อยู่ทางด้านซ้ายมือ เส้นใยชั้นกลางจะวนเป็นแนวขนานกัน

ผู้ป่วยที่สร้างแอนติบอดีต่อโมเลกุลแคดเธอรินจะมีเดสโมโซมที่อ่อนแอหรือขาดหายไปและผิวหนังจะเกิดแผลพุพอง พื้นที่ที่เต็มไปด้วยของเหลวเหล่านี้จะอยู่ในบริเวณที่พบเซลล์ที่มีหนาม

เฮมิเดสโมโซม: เป็นไซต์ของการเชื่อมต่อที่ฐานของเซลล์เยื่อบุผิวกับเมทริกซ์ การ์ตูนด้านล่างแสดงส่วนประกอบ เส้นใยระดับกลางจะติดอยู่ในแผ่นโลหะ (เช่น desmosome plaque) และโมเลกุลของ Integrin (ตัวรับสำหรับโปรตีนเมทริกซ์) ช่วยเชื่อมต่อไซต์กับเมทริกซ์

เส้นใยระดับกลางประเภทที่ 3

พบในเซลล์หลายชนิด แต่ละชนิดมีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับเซลล์ประเภทนั้น ๆ และใช้เพื่อระบุเนื้อเยื่อที่มีเซลล์ประเภทนั้น Vimentin พบในเซลล์ที่ได้จาก mesoderm: ไฟโบรบลาสต์, เซลล์บุผนังหลอดเลือด, เซลล์เม็ดเลือดขาว

Desmin พบในเซลล์กล้ามเนื้อ เชื่อมต่อดิสก์ Z และอาจเชื่อมต่อศูนย์กลางของหน่วยหดตัว นอกจากนี้ยังพบว่ามีการเชื่อมต่อกับ desmosomes ในรอยต่อเฉพาะ (กล้ามเนื้อหัวใจ)

โปรตีนที่เป็นกรด Glial fibrillary พบได้ในเซลล์ glial ในระบบประสาทส่วนกลาง

ฟิลาเมนต์ระดับกลางประเภทที่ 4

รวมนิวโรฟิลาเมนต์ L, M หรือ H (ตั้งชื่อตามน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ปานกลาง หรือสูง เส้นใยประสาทเหล่านี้เชื่อมโยงกันด้วยสะพานเชื่อมเพลกตินระหว่างกันและไมโครทูบูล ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและระยะห่าง

โปรตีนใยประสาทเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแอกซอน ดังนั้นจึงส่งผลต่อการทำงานของมัน (แอกซอนที่ใหญ่กว่าจะดำเนินการเร็วกว่า)


หน้าที่ของเส้นใยชั้นกลาง

ในบางเซลล์ มีจำนวนฟิลาเมนต์กลางมากถึงสิบเท่าของไมโครฟิลาเมนต์หรือไมโครทูบูลอื่นๆ IFs จำนวนมากนี้หมายความว่าพวกมันทำหน้าที่สำคัญหลายประการในเซลล์

เส้นใยระดับกลางมักจะแข็งแรงและมีลักษณะเหมือนเชือก งานของพวกเขาส่วนใหญ่เป็นโครงสร้าง โดยให้ความแข็งแรงและรองรับโครงสร้างทูบูลินที่เปราะบางมากขึ้น

เซลล์ทั้งหมดมีเส้นใยระดับกลาง และบางเซลล์มีหลายประเภท ฟิลาเมนต์กลางบางชนิดเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับเซลล์บางประเภท Neurofilaments ตามชื่อที่แนะนำนั้นพบได้เฉพาะในเซลล์ประสาทเท่านั้น เซลล์กล้ามเนื้อมีประเภทที่เรียกว่าเส้นใยเดสมิน และมีเคราตินอยู่ในเซลล์เยื่อบุผิว ฟิลาเมนต์กลางชนิดอื่นๆ พบได้อย่างกว้างขวางในเซลล์ประเภทต่างๆ

หน้าที่ของเส้นใยระดับกลางส่วนใหญ่เป็นกลไกทางกล ซึ่งหมายความว่าเส้นใยเหล่านี้ให้การสนับสนุนเซลล์เพื่อให้ไมโครฟิลาเมนต์อื่นๆ สามารถทำงานด้านการขนส่งได้ง่ายขึ้น ฟิลาเมนต์ระดับกลางบางชนิดยังถูกจัดเรียงในรูปแบบคล้ายตาข่ายเพื่อรองรับความต้องการที่แตกต่างกันของเซลล์ชนิดต่างๆ


แฟลกเจลลาและซิเลีย

แฟลกเจลลา (เอกพจน์ = แฟลเจลลัม) เป็นโครงสร้างยาวคล้ายขนที่ยื่นออกมาจากเยื่อหุ้มพลาสมาและใช้ในการเคลื่อนเซลล์ทั้งหมด (เช่น สเปิร์ม ยูกลีนา). เมื่อมีอยู่ เซลล์จะมีแฟลเจลลัมเพียงตัวเดียวหรือแฟลเจลลาสองสามตัว เมื่อมี cilia (เอกพจน์ = cilium) ส่วนมากจะขยายไปตามพื้นผิวทั้งหมดของพลาสมาเมมเบรน เป็นโครงสร้างสั้นคล้ายขนที่ใช้เคลื่อนเซลล์ทั้งหมด (เช่น พารามีเซีย) หรือสารตามผิวด้านนอกของเซลล์ (เช่น ซีเลียของเซลล์ที่บุท่อนำไข่ที่เคลื่อนไข่ไปทางมดลูก หรือ cilia ที่บุเซลล์ของระบบทางเดินหายใจที่ดักจับอนุภาคและเคลื่อนเข้าหารูจมูกของคุณ)

แม้จะมีความยาวและจำนวนต่างกัน แฟลเจลลาและซีเลียมีการจัดเรียงโครงสร้างร่วมกันของไมโครทูบูลที่เรียกว่าอาเรย์ &ldquo9 + 2&rdquo นี่เป็นชื่อที่เหมาะสมเพราะแฟลเจลลัมหรือซีเลียมตัวเดียวทำมาจากวงแหวนที่มีไมโครทูบูลคู่ 9 ตัวล้อมรอบไมโครทูบูลตัวเดียว ดับเบิลในศูนย์

รูป (PageIndex<1>): ไมโครทูบูลเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของแฟลเจลลา: ไมโครกราฟอิเล็กตรอนแบบส่งผ่านของแฟลเจลลาสองตัวนี้แสดงอาร์เรย์ 9 + 2 ของไมโครทูบูล: ไมโครทูบูลดับเบิลเก้าตัวล้อมรอบไมโครทูบูลดับเบิลเดี่ยว


รับทราบ

ผู้เขียนต้องการรับทราบการสนับสนุนจาก German Research Foundation (HH and HB), the Swiss Society for Research on Muscular Diseases (UA and SVS), the National Center of Competence in Research program on 'Nanoscale Science', the Swiss National Science Foundation มูลนิธิ ME Müller แห่งสวิตเซอร์แลนด์และ Canton Basel-Stadt (ทั้งหมดเป็น UA) Group Biomedical Sciences และสภาวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยคา ธ อลิกแห่ง Leuven (SVS) และ European Union FP6 Life Science, Genomics and Biotechnology for Health ( HH และ UA)


Lazarides, E. ฟิลาเมนต์ระดับกลางในฐานะตัวประสานเชิงกลของอวกาศเซลลูลาร์ ธรรมชาติ 283, 249–256 (1980).

Alberts, B. และคณะ อณูชีววิทยาของเซลล์, รุ่นที่ 4 907–982 (Garland Science, นิวยอร์ก, 2002)

Coulombe, P.A. , Ma, L. , Yamada, S. & Wawersik, M. Intermediate filaments ได้อย่างรวดเร็ว เจเซลล์วิทย์. 114, 4345–4347 (2001).

เฮสส์, เอ็ม., มาจิน, ที.เอ็ม. & Weber, K. Genes สำหรับโปรตีนเส้นใยระดับกลางและลำดับร่างของจีโนมมนุษย์: ยีนเคราตินที่แปลกใหม่และจำนวนซูโดจีนีที่เกี่ยวข้องกับยีนเคราติน 8 และ 18 ที่สูงอย่างน่าประหลาดใจ เจเซลล์วิทย์. 114, 2569–2575 (2001).

Erber, A. และคณะ ลักษณะของแผ่นลามินไฮดราและยีนของมัน: สายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลของแผ่นเมทาซัว เจ โมล. วิวัฒนาการ 49, 260–271 (1999).

Hutchison, C.J. Lamins: การสร้างบล็อคหรือตัวควบคุมการแสดงออกของยีน? ธรรมชาติ รายได้ Mol. เซลล์ไบโอล. 3, 848–858 (2002).

Gruenbaum, Y. และคณะ แผ่นนิวเคลียสและหน้าที่ของมันในนิวเคลียส อินเตอร์ รายได้ Cytol 226, 1–62 (2003).

Fuchs, E. & Weber, K. Intermediate filaments: โครงสร้าง พลวัต การทำงาน และโรค อันนู. รายได้ Biochem. 63, 345–382 (1994).

Fuchs, E. & คลีฟแลนด์, DW โครงสร้างนั่งร้านของเส้นใยระดับกลางในด้านสุขภาพและโรค ศาสตร์ 279, 514–519 (1998).

Strelkov, S.V. , Herrmann, H. & Aebi, U. สถาปัตยกรรมระดับโมเลกุลของเส้นใยระดับกลาง ชีวะ 25, 243–251 (2003).

Herrmann, H. , Hesse, M. , Reichenzeller, M. , Aebi, U. & Magin, T.M. ความซับซ้อนเชิงหน้าที่ของโครงร่างโครงร่างของเส้นใยระดับกลาง: ตั้งแต่โครงสร้างไปจนถึงการประกอบจนถึงการระเหยของยีน อินเตอร์ รายได้ Cytol 223, 83–175 (2003).

Er Rafik, M. , Doucet, J. & Briki, F. สถาปัตยกรรมเส้นใยกลางที่กำหนดโดยการสร้างแบบจำลองการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของอัลฟา-เคราตินแบบแข็ง ชีวฟิสิกส์ NS. 86, 3893–3904 (2004).

Windoffer, R. , Woll, S. , Strnad, P. & Leube, R.E. การระบุหลักการใหม่ของการหมุนเวียนของเส้นใยเคราตินในเซลล์ที่มีชีวิต มล. ไบโอล. เซลล์ 15, 2436–2448 (2004).

Vassar, R. , Coulombe, P.A. , Degenstein, L. , Albers, K. & Fuchs, E. การแสดงออกของเคราตินกลายพันธุ์ในหนูดัดแปรพันธุกรรมทำให้เกิดความผิดปกติที่ทำเครื่องหมายว่าคล้ายกับโรคผิวหนังทางพันธุกรรมของมนุษย์ เซลล์ 64, 365–380 (1991).

Fuchs, E., Esteves, R.A. &คูลอมบ์ หนูดัดแปรพันธุกรรมที่แสดงยีนเคราติน 10 ที่กลายพันธุ์เผยให้เห็นถึงพื้นฐานทางพันธุกรรมที่น่าจะเป็นไปได้สำหรับการเกิดเคราตินในผิวหนัง Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 89, 6906–6910 (1992).

Omary, M.B. , Coulombe, P.A. & แมคลีน W.H.I. เส้นใยระดับกลางและโรคที่เกี่ยวข้อง น. อังกฤษ. เจ เมด (ในสื่อ)

Novelli, G. & D'Apice, M.R. กรณีแปลก ๆ ของยีน A/C ที่ลามจาก "ก้อนเนื้อ" และการแก่ก่อนวัยอันควรของมนุษย์ เทรนด์โมล เมดิ. 9, 370–375 (2003).

Worman, H.J. & Courvalin, J.C. การกลายพันธุ์ในแผ่น A และ C ทำให้เกิดโรคได้อย่างไร เจ. คลิน. ลงทุน. 113, 349–351 (2004).

Zastrow, M.S. , Vlcek, S. & Wilson, K.L. โปรตีนที่จับแผ่นลามิเนทชนิด A: รวมเบาะแสที่แยกออกมาต่างหาก เจเซลล์วิทย์. 117, 979–987 (2004).

Coulombe, P.A. , Bousquet, O. , Ma, L. , Yamada, S. & Wirtz, D. 'ins' และ 'outs' ขององค์กรไส้กลาง เทรนด์ เซลล์ ไบโอล. 10, 420–428 (2000).

กรีน เค.เจ. & Gaudry, C.A. เดสโมโซมเป็นมากกว่าสายโยงสำหรับเส้นใยระดับกลางหรือไม่? ธรรมชาติ รายได้ Mol. เซลล์ไบโอล. 1, 208–216 (2000).

Fuchs, E. & Karakesisoglou, I. การเชื่อมทางแยกโครงร่างโครงกระดูก ยีนส์เดฟ 15, 1–14 (2001).

เหลียง, ซี.แอล., กรีน, เค.เจ. &เลี่ยม, อาร์.เค. Plakins: ตระกูลของโปรตีนไซโตลินเกอร์สารพัดประโยชน์ เทรนด์ เซลล์ ไบโอล. 12, 37–45 (2002).

Roper, K. , Gregory, S.L. & Brown, NH The 'spectraplakins': ยักษ์โครงร่างโครงกระดูกที่มีลักษณะเฉพาะของทั้งตระกูล spectrin และ plakin เจเซลล์วิทย์. 115, 4215–4225 (2002).

คูลอมบ์ &โอมารี, เอ็ม.บี. หลักการ 'แข็ง' และ 'อ่อน' กำหนดโครงสร้าง หน้าที่ และการควบคุมของเส้นใยเคราตินขั้นกลาง สกุลเงิน ความคิดเห็น เซลล์ไบโอล. 14, 110–122 (2002).

Mounkes, L. , Kozlov, S. , Burke, B. & Stewart, C.L. laminopathies: โครงสร้างนิวเคลียร์ตรงตามโรค สกุลเงิน ความคิดเห็น ยีนต์. กำลังพัฒนา 13, 223–230 (2003).

Erber, A. , Riemer, D. , Bovenschulte, M. & amp Weber, K. สายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลของโปรตีนเส้นใยระดับกลาง metazoan เจ โมล. วิวัฒนาการ 47, 751–762 (1998).

Karabinos, A. , Schmidt, H. , Harborth, J. , Schnabel, R. & Weber, K. บทบาทที่จำเป็นสำหรับโปรตีนเส้นใยกลางไซโตพลาสซึมสี่ตัวใน Caenorhabditis elegans การพัฒนา. Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 98, 7863–7868 (2001).

Ausmees, N. , Kuhn, J.R. & Jacobs-Wagner, C. โครงร่างเซลล์ของแบคทีเรีย: หน้าที่คล้ายเส้นใยระดับกลางในรูปร่างของเซลล์ เซลล์ 115, 705–713 (2003).

van den Ent, F. , Amos, L.A. & Lowe, J. Prokaryotic ต้นกำเนิดของโครงร่างโครงร่างของแอคติน ธรรมชาติ 413, 39–44 (2001).

Lowe, J. & Amos, L.A. โครงสร้างผลึกของโปรตีน FtsZ การแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย ธรรมชาติ 391, 203–206 (1998).

ลาริวิแยร์ อาร์.ซี. & Julien, J.P. หน้าที่ของเส้นใยระดับกลางในการพัฒนาและโรคของเส้นประสาท เจ. นิวโรไบโอล. 58, 131–148 (2004).

แมคคอนเนลล์, เอส.เจ. &amp ยาฟเฟ, ส.ส. การก่อตัวของเส้นใยระดับกลางโดยโปรตีนยีสต์ที่จำเป็นสำหรับการถ่ายทอดออร์แกเนลล์ ศาสตร์ 260, 687–689 (1993).

Omary, M.B. , Ku, N.O. & ตอยโวลา, ดี.เอ็ม. Keratins: ผู้พิทักษ์ตับ วิทยาตับ 35, 251–257 (2002).

โอชิมะ, อาร์.จี. อะพอพโทซิสและเส้นใยกลางเคราติน เซลล์ตายต่างกัน 9, 486–492 (2002).

Paramio, J.M. & amp Jorcano, J.L. นอกเหนือจากโครงสร้าง: เส้นใยกลางปรับการส่งสัญญาณของเซลล์หรือไม่ ชีวะ 24, 836–844 (2002).

โอเวนส์, DW & เลน E.B. การแสวงหาการทำงานของเคราตินเยื่อบุผิวอย่างง่าย ชีวะ 25, 748–758 (2003).

Baribault, H. , Price, J. , Miyai, K. & Oshima, R.G. การตายระหว่างตั้งครรภ์ในหนูที่ไม่มีเคราติน 8 ยีนส์เดฟ 7, 1191–1202 (1993).

Ku, NO, Michie, S., Oshima, R.G. &โอมารี เอ็มบี โรคตับอักเสบเรื้อรัง ความเปราะบางของตับ และฟอสโฟไกลโคเคราตินที่ละลายได้เพิ่มขึ้นในหนูดัดแปลงพันธุกรรมที่แสดงเคราติน 18 อาร์จินีนกลายพันธุ์ที่อนุรักษ์ไว้ เจ. เซลล์ ไบโอล. 131, 1303–1314 (1995).

Loranger, A. และคณะ จำเป็นต้องมีเคราตินเยื่อบุผิวอย่างง่ายเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์ตับ เป็น. เจ. ปทุม. 151, 1673–1683 (1997).

มาจิน, ที.เอ็ม. และคณะ บทเรียนจากหนูที่น่าพิศวงเคราติน 18: การก่อตัวของเส้นใยเคราตินใหม่ การสูญเสียเคราติน 7 ทุติยภูมิ และการสะสมของมวลรวมเคราติน 8 บวกจำเพาะตับ เจ. เซลล์ ไบโอล. 140, 1441–1451 (1998).

คู, N.O. และคณะ ความอ่อนไหวต่อความเป็นพิษต่อตับในหนูดัดแปลงพันธุกรรมที่แสดงการกลายพันธุ์ของเคราติน 18 ของมนุษย์ที่เป็นลบที่โดดเด่น เจ. คลิน. ลงทุน. 98, 1034–1046 (1996).

ทอยโวลา, ดี.เอ็ม. และคณะ การยับยั้งโปรตีนฟอสฟาเตสในสายพันธุ์เมาส์ปกติและเคราติน 8/18 ที่ไม่สามารถประกอบได้สนับสนุนบทบาทการทำงานของเส้นใยเคราตินระดับกลางในการรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์ตับ วิทยาตับ 28, 116–128 (1998).

Zatloukal, K. และคณะ Cytokeratin 8 ปกป้องจากพิษต่อตับและอัตราส่วนต่อ cytokeratin 18 กำหนดความสามารถของเซลล์ตับในการสร้างร่างกาย Mallory เป็น. เจ. ปทุม. 156, 1263–1274 (2000).

คู, N.O. และคณะ การกลายพันธุ์ของบริเวณที่มีฟอสโฟรีเลชันของเคราตินที่สำคัญทำให้เกิดการบาดเจ็บที่ตับในหนูดัดแปรพันธุกรรม เจ. เซลล์ ไบโอล. 143, 2023–2032 (1998).

Liao, J. , Lowthert, L.A. , Ghori, N. & Omary, M.B. โปรตีนช็อตด้วยความร้อน 70 kDa เชื่อมโยงกับเส้นใยระดับกลางของต่อมในลักษณะที่ขึ้นกับ ATP เจ. ไบโอล. เคมี. 270, 915–922 (1995).

Izawa, I. และคณะ การระบุ Mrj ซึ่งเป็นโปรตีนในตระกูล DnaJ/Hsp40 เป็นโปรตีนควบคุมเส้นใยเคราติน 8/18 เจ. ไบโอล. เคมี. 275, 34521–34527 (2000).

Perng, M.D. และคณะ อันตรกิริยาของฟิลาเมนต์ระดับกลางสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดย HSP27 และ αB-คริสตัลลิน เจเซลล์วิทย์. 112, 2099–2112 (1999).

โอมารี เอ็มบี และคณะ ไคเนสที่เกี่ยวข้องกับ PKCε เชื่อมโยงกับและ phosphorylates cytokeratin 8 และ 18 เจ. เซลล์ ไบโอล. 117, 583–593 (1992).

เขา, T. , Stepulak, A. , Holmstrom, T.H. , Omary, M.B. & Eriksson, J.E. โปรตีนเส้นใยกลางเคราติน 8 เป็นสารตั้งต้นของไซโตพลาสซึมแบบใหม่สำหรับไคเนสของปลาย N c-Jun เจ. ไบโอล. เคมี. 277, 10767–10774 (2002).

Ku, NO, Gish, R. , Wright, T.L. &โอมารี, เอ็ม.บี. การกลายพันธุ์ของ Keratin 8 ในผู้ป่วยโรคตับที่เกิดจากการเข้ารหัส น. อังกฤษ. เจ เมด 344, 1580–1587 (2001).

คู, N.O. และคณะ การกลายพันธุ์ของ Keratin 8 และ 18 เป็นปัจจัยเสี่ยงในการเกิดโรคตับจากหลายสาเหตุ Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 100, 6063–6068 (2003).

โอเวนส์, DW และคณะ การกลายพันธุ์ของเคราติน 8 ของมนุษย์ที่รบกวนการประกอบเส้นใยที่พบในผู้ป่วยโรคลำไส้อักเสบ เจเซลล์วิทย์. 117, 1989–1999 (2004).

Caulin, C. , Ware, C.F. , Magin, T.M. &โอชิมะ, อาร์.จี. ขึ้นอยู่กับ Keratin ความต้านทานต่อเยื่อบุผิวต่อการตายของเซลล์ที่เกิดจากปัจจัยการตายของเนื้องอก เจ. เซลล์ ไบโอล. 149, 17–22 (2000).

Gilbert, S. , Loranger, A. , Daigle, N. & Marceau, N. Simple epithelium keratins 8 และ 18 ให้ความต้านทานต่อการตายของเซลล์ Fas-mediated การป้องกันเกิดขึ้นผ่านการปรับการกำหนดเป้าหมายตัวรับ เจ. เซลล์ ไบโอล. 154, 763–773 (2001).

Inada, H. และคณะ เคราตินช่วยลดความเป็นพิษต่อเซลล์ที่เกิดจากปัจจัยเนื้อร้ายของเนื้องอกผ่านการเชื่อมโยงกับ TRADD เจ. เซลล์ ไบโอล. 155, 415–426 (2001).

Ku, N.O. , Soetikno, R.M. &โอมารี, เอ็ม.บี. การกลายพันธุ์ของเคราตินในหนูดัดแปรพันธุกรรมมีแนวโน้มที่จะเกิด Fas แต่ไม่ใช่การตายของเซลล์ที่เกิดจาก TNF และอาการบาดเจ็บที่ตับอย่างรุนแรง วิทยาตับ 37, 1006–1014 (2003).

Jaquemar, D. และคณะ Keratin 8 ปกป้องการทำงานของสิ่งกีดขวางรก เจ. เซลล์ ไบโอล. 161, 749–756 (2003).

แมคโกแวน K.M. และคณะ หนูที่มีเคราติน 17 ตัวแสดงอาการผมร่วงตามอายุและความเครียด ยีนส์เดฟ 16, 1412–1422 (2002).

ฮาร์ดี, MH ความลับของชีวิตของรูขุมขน เทรนด์ เจเนท 8, 55–61 (1992).

โรเบิร์ตสัน เจ. และคณะ การตายแบบอะพอพโทติกของเซลล์ประสาทซึ่งแสดงการรวมกลุ่มรอบนอกถูกสื่อกลางโดยปัจจัยการเนื้อร้ายของเนื้องอกไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ-α เจ. เซลล์ ไบโอล. 155, 217–226 (2001).

เฮสส์, เอ็ม., ฟรานซ์, ที., ทาไม, วาย., ทาเคโตะ, เอ็ม.เอ็ม. & Magin, ที.เอ็ม. การลบเคราติน 18 และ 19 ตามเป้าหมายทำให้เกิดความเปราะบางของโทรโฟบลาสต์และการตายของตัวอ่อนในระยะแรก เอ็มบีโอ เจ 19, 5060–5070 (2000).

Ameen, N.A. , Figueroa, Y. & Salas, P.J. ฟีโนไทป์ของเมมเบรนพลาสมาปลายยอดผิดปกติในหนูที่ขาด CK8 บ่งชี้ถึงบทบาทใหม่สำหรับเส้นใยระดับกลางในการโพลาไรซ์ของเยื่อบุผิวธรรมดา เจเซลล์วิทย์. 114, 563–575 (2001).

Toivola, D.M. , Krishnan, S. , Binder, H.J. , Singh, S.K. &โอมารี, เอ็ม.บี. Keratins ปรับการขนส่งอิเล็กโทรไลต์ของ colonocyte ผ่านโปรตีน misstargeting เจ. เซลล์ ไบโอล. 164, 911–921 (2004).

Micheau, O. & Tschopp, J. การเหนี่ยวนำของการตายของเซลล์ TNF รีเซพเตอร์ I-mediated ผ่านคอมเพล็กซ์การส่งสัญญาณสองชุด เซลล์ 114, 181–190 (2003).

Yoneda, K. และคณะ ออโตไครน์/ลูปพาราไครน์ที่เชื่อมโยงมวลรวมของเคราติน 14 กับปัจจัยที่เป็นพิษต่อเซลล์จากเนื้อร้ายของเนื้องอกที่อาศัย α ในแบบจำลองเคราตินของผิวหนังชั้นนอก เจ. ไบโอล. เคมี. 279, 7296–7303 (2004).

ซาห์ลเกรน C.M. และคณะ Cdk5 ควบคุมการจัดระเบียบของ Nestin และการเชื่อมโยงกับ p35 มล. เซลล์. ไบโอล. 23, 5090–5106 (2003).

ลี เจ.ซี. และคณะ DEDD ควบคุมการเสื่อมสภาพของเส้นใยระดับกลางระหว่างการตายของเซลล์ เจ. เซลล์ ไบโอล. 158, 1051–1066 (2002).

Dinsdale, D. , Lee, J.C. , Dewson, G. , Cohen, G.M. & Peter, M.E. เส้นใยระดับกลางควบคุมการกระจายตัวของแคสเปสภายในเซลล์ระหว่างการตายของเซลล์ เป็น. เจ. ปทุม. 164, 395–407 (2004).

Rao, L. , Perez, D. & White, E. Lamin proteolysis ช่วยให้เกิดเหตุการณ์นิวเคลียร์ในช่วงการตายของเซลล์ เจ. เซลล์ ไบโอล. 135, 1441–1455 (1996).

Broers, J.L. และคณะ ความแตกแยกบางส่วนของแผ่นเคลือบประเภท A เห็นด้วยกับการสลายตัวทั้งหมดจากแผ่นเคลือบนิวเคลียร์ระหว่างการตายของเซลล์ ยูโร เจ. เซลล์ ไบโอล. 81, 677–691 (2002).

Ruchaud, S. et al. การหยุดชะงักของยีน Caspase-6 เผยให้เห็นความต้องการความแตกแยกของ lamin A ในการควบแน่นของ apoptotic chromatin เอ็มบีโอ เจ 21, 1967–1977 (2002).

Byun, Y. และคณะ ความแตกแยกของแคสเปสของวิเมนตินขัดขวางเส้นใยระดับกลางและส่งเสริมการตายของเซลล์ เซลล์ตายต่างกัน 8, 443–450 (2001).

Chen, F. , Chang, R. , Trivedi, M. , Capetanaki, Y. & Cryns, V.L. การสลายตัวของแคสเปสของ desmin ก่อให้เกิดตัวยับยั้งที่โดดเด่นและลบของเส้นใยระดับกลางและส่งเสริมการตายของเซลล์ เจ. ไบโอล. เคมี. 278, 6848–6853 (2003).

Caulin, C. , Salvesen, G.S. & Oshima, R.G. ความแตกแยกของแคสเปสของเคราติน 18 และการจัดโครงสร้างใหม่ของเส้นใยระดับกลางระหว่างการตายของเซลล์เยื่อบุผิว เจ. เซลล์ ไบโอล. 138, 1379–1394 (1997).

Ku, NO, Liao, J. & Omary, M.B. การตายของเซลล์สร้างชิ้นส่วนที่เสถียรของเคราตินประเภทที่ 1 ของมนุษย์ เจ. ไบโอล. เคมี. 272, 33197–33203 (1997).

อุเอโนะ, ต. และคณะ การวัดผลิตภัณฑ์ apoptotic ในซีรั่มของผู้ป่วยมะเร็งเต้านม ยูโร เจ. มะเร็ง 39, 769–774 (2003).

Eriksson, J.E. , Opal, P. & Goldman, R.D. พลวัตของไส้หลอดขั้นกลาง สกุลเงิน ความคิดเห็น เซลล์. ไบโอล. 4, 99–104 (1992).

Inagaki, M. และคณะ คุณสมบัติไดนามิกของเส้นใยระดับกลาง: การควบคุมโดยฟอสโฟรีเลชัน ชีวะ 18, 481–487 (1996).

Foisner, R. การจัดระเบียบแบบไดนามิกของเส้นใยระดับกลางและโปรตีนที่เกี่ยวข้องระหว่างวัฏจักรของเซลล์ ชีวะ 19, 297–305 (1997).

Paramio, J.M. , Segrelles, C. , Ruiz, S. & Jorcano, J.L. การยับยั้งโปรตีนไคเนส B (PKB) และ PKCζ ไกล่เกลี่ยการจับกุมวงจรเซลล์ที่เกิดจากเคราติน K10 มล. เซลล์. ไบโอล. 21, 7449–7459 (2001).

Paramio, J.M. และคณะ การปรับการเพิ่มจำนวนเซลล์โดย cytokeratins K10 และ K16 มล. เซลล์. ไบโอล. 19, 3086–3094 (1999).

Santos, M. , Paramio, J.M. , Bravo, A. , Ramirez, A. & Jorcano, J.L. การแสดงออกของเคราติน k10 ในชั้นฐานของหนังกำพร้ายับยั้งการเพิ่มจำนวนเซลล์และป้องกันการสร้างเนื้องอกของผิวหนัง เจ. ไบโอล. เคมี. 277, 19122–19130 (2002).

ซานโตส, เอ็ม. และคณะ การกระตุ้น NF-κB ที่บกพร่องและการผลิตที่เพิ่มขึ้นของปัจจัยเนื้อร้ายของเนื้องอกαในหนูดัดแปรพันธุกรรมที่แสดงเคราติน K10 ในชั้นฐานของหนังกำพร้า เจ. ไบโอล. เคมี. 278, 13422–13430 (2003).

Reichelt, J. & Magin, T.M. การเพิ่มจำนวนมากเกินไป การเหนี่ยวนำของ c-Myc และ 14-3-3σ แต่ไม่มีความเปราะบางของเซลล์ในหนูที่มีเคราติน-10-null เจเซลล์วิทย์. 115, 2639–2650 (2002).

Reichelt, J. , Bussow, H. , Grund, C. & Magin, T.M. การก่อตัวของหนังกำพร้าปกติที่สนับสนุนโดยความคงตัวที่เพิ่มขึ้นของเคราติน 5 และ 14 ในหนูเคราติน 10 null มล. ไบโอล. เซลล์ 12, 1557–1568 (2001).

Schweizer, J. , Kinjo, M. , Furstenberger, G. & Winter, H. การแสดงออกตามลำดับของชุดเคราตินที่เข้ารหัสด้วย mRNA ในหนังกำพร้าของหนูแรกเกิด: เซลล์ฐานที่มีคุณสมบัติของเซลล์ที่สร้างความแตกต่างในขั้นสุดท้าย เซลล์ 37, 159–170 (1984).

ทอยโวลา, ดี.เอ็ม. และคณะ การรบกวนในการควบคุมวัฏจักรเซลล์ตับในหนูเมาส์ที่มีเคราตินที่ขาดแอสเซมบลี 8/18 วิทยาตับ 34, 1174–1183 (2001).

Ku, NO, Liao, J. & Omary, M.B. ฟอสฟอรีเลชันของเคราตินของมนุษย์ 18 ซีรีน 33 ควบคุมการจับกับโปรตีน 14-3-3 เอ็มบีโอ เจ 17, 1892–1906 (1998).

Hermeking, H. การเชื่อมต่อมะเร็ง 14-3-3 รายได้ธรรมชาติ มะเร็ง 3, 931–943 (2003).

Ku, NO, Michie, S., Resurreccion, E.Z. , Broome, R.L. & Omary, M.B. เคราตินจับกับโปรตีน 14-3-3 ปรับเส้นใยเคราตินและความก้าวหน้าของไมโทติคในตับ Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 99, 4373–4378 (2002).

Tzivion, G., Luo, Z.J. & Avruch, J. Calyculin ตัวกระตุ้นฟอสโฟรีเลชั่นที่เหนี่ยวนำโดย A 14-3-3 และแทนที่พันธมิตร 14-3-3 อื่น ๆ ในร่างกาย. เจ. ไบโอล. เคมี. 275, 29772–26778 (2000).

Martin, P. Wound Healing — มุ่งสู่การฟื้นฟูผิวที่สมบูรณ์แบบ ศาสตร์ 276, 75–81 (1997).

Wong, P. & Coulombe, P.A. การสูญเสียโปรตีนเคราติน 6 (K6) เผยให้เห็นหน้าที่ของเส้นใยระดับกลางระหว่างการซ่อมแซมบาดแผล เจ. เซลล์ ไบโอล. 163, 327–337 (2003).

Pekny, M. และคณะ ปฏิกิริยาผิดปกติต่อการบาดเจ็บของระบบประสาทส่วนกลางในหนูทดลองที่ไม่มีโปรตีนกรด glial fibrillary และ vimentin เจ. เซลล์ ไบโอล. 145, 503–514 (1999).

Odland, G. & Ross, R. การซ่อมแซมบาดแผลของมนุษย์ I. การสร้างผิวหนังใหม่ เจ. เซลล์ ไบโอล. 39, 135–151 (1968).

Paladini, R.D. , Takahashi, K. , Bravo, N.S. &คูลอมบ์ การเริ่มมีการสร้างเยื่อบุผิวใหม่หลังจากได้รับบาดเจ็บที่ผิวหนังสัมพันธ์กับการจัดระเบียบใหม่ของเส้นใยเคราตินในเซลล์เคราตินที่ขอบแผล: กำหนดบทบาทที่เป็นไปได้สำหรับเคราติน 16 เจ. เซลล์ ไบโอล. 132, 381–397 (1996).

แมนส์บริดจ์, เจ. เอ็น. & แนปป์, น. การเปลี่ยนแปลงของการเจริญเติบโตของเคราติโนไซต์ระหว่างการรักษาบาดแผล เจ. ลงทุน. เดอร์มาทอล 89, 253–263 (1987).

Wong P. et al. การแนะนำการกลายพันธุ์ที่เป็นโมฆะในยีน K6α และ K6β ของเมาส์เผยให้เห็นบทบาทเชิงโครงสร้างที่สำคัญของพวกมันในเยื่อเมือกในช่องปาก เจ. เซลล์ ไบโอล. 150, 921–928 (2000).

Wojcik, S.M. , Longley, M.A. & Roop, D.R. การค้นพบไอโซฟอร์มใหม่ของมิวรีนเคราติน 6 (K6) อธิบายถึงการขาดผมและเล็บที่บกพร่องในหนูที่ขาด K6a และ K6b เจ. เซลล์ ไบโอล. 154, 619–630 (2001).

Cozzolino, M. และคณะ p120 Catenin จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของเซลล์ที่ขึ้นกับปัจจัยการเจริญเติบโตและการกระเจิงในเซลล์เยื่อบุผิว มล. ไบโอล. เซลล์ 14, 1964–1977 (2003).

Mazzalupo, S., Wong, P., Martin, P. & Coulombe, P.A. บทบาทของเคราติน 6 และ 17 ระหว่างการปิดแผลในผิวหนังของหนูตัวอ่อน กำลังพัฒนา ไดน์. 226, 356–365 (2003).

Beil, M. และคณะ Sphingosylphosphorylcholine ควบคุมสถาปัตยกรรมเครือข่ายเคราตินและคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดของเซลล์มะเร็งของมนุษย์ เนเจอร์ เซลล์ ไบโอล. 5, 803–811 (2003).

มอร์ลี่ย์, เอส.เอ็ม. และคณะ การสร้างและการกำหนดลักษณะเฉพาะของสายเซลล์ epidermolysis bullosa simplex: การทดสอบรอยขีดข่วนแสดงการย้ายถิ่นที่เร็วขึ้นด้วยการกลายพันธุ์ของเคราตินที่ก่อกวน บรา เจ. เดอร์มาทอล. 149, 46–58 (2003).

Janmey, P.A. , Euteneuer, U. , Traub, P. & Schliwa, M. คุณสมบัติ Viscoelastic ของ vimentin เมื่อเทียบกับเครือข่ายโพลิเมอร์ชีวภาพแบบใยอื่นๆ เจ. เซลล์ ไบโอล. 113, 155–160 (1991).

Yamada, S., Wirtz, D. & Coulombe, P.A. การประกอบเป็นคู่กำหนดศักยภาพที่แท้จริงสำหรับการจัดระเบียบตัวเองและคุณสมบัติทางกลของเส้นใยเคราติน มล. ไบโอล. เซลล์ 13, 382–391 (2002).

Ma, L., Yamada, S., Wirtz, D. & Coulombe, P.A. การกลายพันธุ์แบบ 'ฮอตสปอต' จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกลของเครือข่ายเส้นใยเคราติน เนเจอร์ เซลล์ ไบโอล. 3, 503–506 (2001).

Brown, M.J. , Hallam, J.A. , Colucci-Guyon, E. & Shaw, S. ความแข็งแกร่งของลิมโฟซัยต์ในกระแสเลือดนั้นได้รับมอบหมายจากเส้นใยระดับกลางของ vimentin เป็นหลัก เจ. อิมมูนอล. 166, 6640–6646 (2001).

Brown, M.J. , Hallam, J.A. , Liu, Y. , ยามาดะ, K.M. & Shaw, S. ล้ำสมัย: การรวมตัวของโครงกระดูกเซลล์ T ลิมโฟไซต์ของมนุษย์โดย plectin ของไซโตลิงเกอร์ เจ. อิมมูนอล. 167, 641–645 (2001).

Wiche, G. บทบาทของเพลกตินในองค์กรโครงร่างโครงร่างและพลวัต เจเซลล์วิทย์. 111, 2477–2486 (1998).

Runembert, I. et al. Vimentin ส่งผลต่อการแปลและการทำงานของโซเดียม-กลูโคสโคทรานสพอร์ตเตอร์ SGLT1 ในแพเมมเบรน เจเซลล์วิทย์. 115, 713–724 (2002).

Mor-Vaknin, N., Punturieri, A., Sitwala, K. & Markovitz, D.M. Vimentin ถูกหลั่งโดยมาโครฟาจที่เปิดใช้งาน เนเจอร์ เซลล์ ไบโอล. 5, 59–63 (2003).

Milner, D.J. , Mavroidis, M. , Weisleder, N. & Capetanaki, Y. Desmin cytoskeleton เชื่อมโยงกับการกระจายตัวของยลของกล้ามเนื้อและการทำงานของระบบทางเดินหายใจ เจ. เซลล์ ไบโอล. 150, 1283–1298 (2000).

Linden, M. , Li, Z. , Paulin, D. , Gotow, T. & Leterrier, J.F. ผลของยีน desmin ที่น่าพิศวงต่อไมโตคอนเดรียหัวใจของหนู เจ. ไบโอเอนเนอร์. ไบโอเมมบร 33, 333–341 (2001).

Weisleder, N., Taffet, G.E. & Capetanaki, Y. Bcl-2 overexpression แก้ไขข้อบกพร่องของไมโตคอนเดรียและเยียวยาคาร์ดิโอไมโอแพที desmin null ที่สืบทอดมา Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 101, 769–774 (2004).

เรา, เอ็ม.วี. และคณะ Myosin Va มีผลผูกพันกับ neurofilaments เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกระจาย myosin Va ที่ถูกต้องและการขนส่งและความหนาแน่นของ neurofilament เจ. เซลล์ ไบโอล. 159, 279–290 (2002).


บทบาทของเส้นใยวิเมนตินขั้นกลางในการลุกลามของมะเร็งปอด

มีหลักฐานสะสมในเอกสารที่แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของเส้นใยวิเมนติน สื่อกลาง (IFs) ในการลุกลามของมะเร็งปอด โปรตีน Vimentin IF มีส่วนเกี่ยวข้องในหลายแง่มุมของการเริ่มต้นและการลุกลามของมะเร็ง ซึ่งรวมถึงการสร้างเนื้องอก การเปลี่ยนเยื่อบุผิวเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ (EMT) และการแพร่กระจายของมะเร็งในระยะลุกลาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Vimentin IFs ได้รับการยอมรับว่าเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นในการควบคุม EMT เส้นทางการส่งสัญญาณหลักที่เกี่ยวข้องกับ EMT และความก้าวหน้าของเนื้องอก การโยกย้ายและการบุกรุกของเซลล์ การวางตำแหน่งและการยึดเกาะของออร์แกเนลล์ เช่น ไมโทคอนเดรีย และการยึดเกาะของเซลล์-เซลล์และเซลล์-พื้นผิว . ในการสร้างเนื้องอก vimentin จะสร้างคอมเพล็กซ์ด้วย 14-3-3 และ beclin 1 เพื่อยับยั้ง autophagy ผ่านกลไกที่ขึ้นกับ AKT Vimentin เป็นเครื่องหมายบัญญัติของ EMT และหลักฐานล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเป็นตัวควบคุมที่สำคัญของการเคลื่อนที่ของเซลล์ การควบคุมการถอดเสียงของ vimentin ผ่านปัจจัยกระตุ้นการขาดออกซิเจน -1 อาจเป็นตัวขับเคลื่อนที่อาจเกิดขึ้นของ EMT สุดท้าย วิเมนตินควบคุมสารเชิงซ้อน 14-3-3 และควบคุมเส้นทางการส่งสัญญาณภายในเซลล์และการควบคุมวัฏจักรของเซลล์ต่างๆ โดยทำให้ความพร้อมของ 14-3-3 อิสระหมดลง มีความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้นมากมายในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับบทบาทที่ซับซ้อนของ vimentin IF ในมะเร็ง โดยชี้ไปที่บทบาทสำคัญของ vimentin IF ที่อาจมีบทบาทในการลุกลามของเนื้องอก

จุดเน้นของสิ่งนี้ รีวิวการแปล อยู่ในไวเมนติน ซึ่งเป็นโปรตีนเส้นใยกลาง (IF) ชนิดที่ 3 และมีบทบาทในการลุกลามของมะเร็งปอด โปรตีน Vimentin IF มีส่วนเกี่ยวข้องในหลายแง่มุมของการเริ่มต้นและการลุกลามของมะเร็ง ซึ่งรวมถึงการสร้างเนื้องอก การเปลี่ยนเยื่อบุผิวไปเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ และการแพร่กระจายของมะเร็งในระยะแพร่กระจาย

ในอดีต โปรตีนเส้นใยกลาง (IF) ทำหน้าที่เป็นเครื่องหมายของต้นกำเนิดเนื้อเยื่อของเนื้องอกที่มีความแตกต่างต่ำ (keratin IFs กำหนดเซลล์เยื่อบุผิว ในขณะที่ vimentin IFs กำหนดเซลล์ที่มีต้นกำเนิดจากเยื่อหุ้มเซลล์) เครื่องหมายเนื้องอกในซีรัม และวิธีการตรวจหาไมโครเมตาสตาส อีกไม่นาน IFs ได้รับการยอมรับว่าเป็นโปรตีนส่งสัญญาณที่จำเป็นซึ่งเกี่ยวข้องกับหน้าที่ทางชีววิทยาที่สำคัญของมะเร็ง สิ่งเหล่านี้รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของเยื่อบุผิวเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ (EMT) การควบคุมเส้นทางการส่งสัญญาณที่สำคัญ การย้ายและการบุกรุกของเซลล์ การวางตำแหน่งและการยึดเกาะของออร์แกเนลล์ เช่น ไมโทคอนเดรีย (1) และการยึดเกาะระหว่างเซลล์และเซลล์และพื้นผิวเซลล์ (2) . จุดเน้นของสิ่งนี้ ทบทวน คือบทบาทของไวเมนติน ซึ่งเป็นโปรตีน IF ชนิด III ในการลุกลามของมะเร็งปอด Vimentin เป็นโปรตีน 57-kD ที่แสดงออกมาอย่างกว้างขวางและถูกอนุรักษ์ไว้อย่างสูงซึ่งแสดงออกอย่างเป็นส่วนประกอบในเซลล์มีเซนไคม์ ซึ่งรวมถึงเซลล์บุผนังหลอดเลือดที่บุหลอดเลือด, เซลล์ท่อไต, มาโครฟาจ, นิวโทรฟิล, ไฟโบรบลาสต์ และลิวโคไซต์ (3–8) เราหารือถึงบทบาทของไวเมนตินในการเกิดเนื้องอกและการลุกลามของมะเร็งปอด และวิธีที่โปรตีนโครงร่างเซลล์ที่สำคัญนี้ควบคุมขั้นตอนสำคัญจำนวนหนึ่งในน้ำตกระยะแพร่กระจาย

กฎระเบียบของน้ำตกแพร่กระจายมีความสำคัญต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับมะเร็งปอด มะเร็งชนิดนี้มีอัตราการรอดชีวิต 5 ปีที่แย่ที่สุดของมะเร็งทั้งหมดทั่วโลก (9, 10) มะเร็งปอดประมาณ 80% เป็นมะเร็งปอดชนิดเซลล์ไม่เล็ก (NSCLC) และ 20% เป็นมะเร็งปอดชนิดเซลล์ขนาดเล็ก เนื้องอก NSCLC ถูกแบ่งย่อยเพิ่มเติมโดยอิงตามความคล้ายคลึงกันกับแนวทางการรักษาและการพยากรณ์โรคโดยรวม NSCLC สามชนิดที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ คาร์ซิโนมาของเซลล์สความัส, มะเร็งชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมา และมะเร็งเซลล์ขนาดใหญ่ แม้จะมีความก้าวหน้าในการรักษาและวิธีการรักษาที่ดีขึ้นในการเฝ้าติดตามการลุกลามของโรค ผู้ป่วยมะเร็งปอดก็มีแนวโน้มที่เยือกเย็น เนื่องจากมีอาการในระยะเริ่มแรกเพียงเล็กน้อย (11) ระหว่าง 40 ถึง 50% ของผู้ป่วยที่มี NSCLC ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งปอดระยะที่ 4 และมีอัตราการรอดชีวิต 5 ปีที่น้อยกว่า 1% (11, 12) In addition, the majority of patients who die of lung cancer have an extensive array of secondary tumor sites, which are established through the metastatic cascade (13). There are several steps that define the metastatic cascade, many of which are directly or indirectly regulated by vimentin: EMT, breach of the basement membrane, dissociation of cells from the original tumor, invasion into new tissue, and establishment at secondary site ( Figure 1 ). With such high mortality rates, a better understanding of the cellular and molecular mechanisms regulating lung cancer and the metastatic cascade are required.

รูปที่ 1. Vimentin’s role in the metastatic cascade. (NS) When an epithelial-derived tumor cell undergoes epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), vimentin expression is extensively expressed. EMT is characterized by down-regulation of epithelial markers (such as E-cadherin and keratins), up-regulation of mesenchymal markers (such as vimentin), and an increase in cellular motility. Epithelial cells are indicated in เขียว (keratin), and cells that have undergone EMT are shown in สีแดง (vimentin). NS left panel shows epithelial cells before EMT, the middle panel shows epithelial cells after EMT (white arrow indicating cells expressing vimentin), and the right panel showing vimentin-expressing cells (cells that have undergone EMT) migrating. (NS) The migration of metastatic tumor cells away from the primary tumor is mediated by the formation of lamellipodia. The formation of lamellipodia has classically been seen as regulated by F-actin and actin-associated proteins, but there is growing evidence that indicates that vimentin intermediate filament (IFs) also play an integral role in lamellipodia formation and maintenance of cell polarity in migrating cells. In cellular migration, vimentin disassembly in the lamellipodia has been shown to be necessary for formation of cellular polarity, leading to an increase in migration. Vimentin disassembly in lamellipodia is regulated by Rac1, a small G protein in the Rho family that is known to drive actin polymerization and mediate lamellipodia formation. Rac1 was shown to mediate vimentin disassembly in lamellipodia by phosphorylating vimentin at serine 38 (32). Vimentin (shown in เขียว) can be seen to be disassembled in the lamellipodia of a migrating cell. () Vimentin is required for invadopodia maturation. Vimentin has been found at the leading edge of mature invadopodia (shown in สีฟ้า). When vimentin expression was reduced using small interfering RNA (siRNA) or when vimentin filaments were disrupted using a dominant-negative vimentin probe, there was a significant decrease in formation of mature invadopodia (31). Therefore, vimentin is required for invadopodia maturation and the subsequent invasive spread of cancer cells. Reproduced by permission from Reference 31. (NS) Vimentin expression is highly up-regulated in metastatic lung cancer. ซ้าย: normal human lung tissue. ถูกต้อง: metastatic adenocarcinoma of the lung. Vimentin is shown in brown.

Traditionally, vimentin IFs, found in the cytoplasm of mesenchymal cells, were thought to play a role in the maintenance of the cytoarchitecture and tissue integrity (14). However, our understanding of the role of vimentin has evolved, and it is now widely accepted that vimentin is also involved in the formation of signaling complexes with cell signaling molecules and other adaptor proteins (14). Tumorigenesis is a multistep process that transforms a noncancerous cell into a tumor cell, and this process can be influenced by the serine/threonine kinase, AKT (15). Residues phosphorylated by AKT may create a binding motif (RSx[pS/pT]xP or Rxxx[pS/pT]xP) that interacts with 14-3-3 proteins (2). The 14-3-3 proteins are involved in signal transduction pathways, adhesion, cellular proliferation, and inhibition of tumorigenesis (16). There are seven variants of the 14-3-3 proteins, and they mainly act as modulators of protein function to alter signaling pathways. The functional unit of 14-3-3 proteins is either a homodimer or a heterodimer (17). An example of 14-3-3 function is the negative regulation of FoxO genes that promotes tumorigenesis. FoxO3, a member of the forkhead family of transcription factors, coordinates many diverse cellular functions, such as cell proliferation, apoptosis, and reactive oxygen species response (18). When phosphorylated by AKT, FoxO is transported out of the nucleus, where it binds to 14-3-3 (19). Furthermore, phosphorylated vimentin was shown to interact with 14-3-3 proteins and prevent the assembly of Raf/14-3-3 and similar complexes (2). These findings suggest that vimentin regulates 14-3-3 complexes and modulates various intracellular signaling and cell cycle control pathways. We propose that, in addition to vimentin’s role in EMT, invasion, and motility, vimentin has an additional role in tumorigenesis.

The PI3K/AKT signaling pathway is often up-regulated in many cancers. AKT1 kinase binds to and phosphorylates vimentin at serine 39, which prevents vimentin from caspase-induced proteolysis, leading to increased motility and invasiveness of soft-tissue sarcoma cells. Moreover, vimentin phosphorylation was shown to enhance tumor and metastasis growth ในร่างกาย (20). Vimentin has also been reported to be a downstream target of PI3Kγ signaling, the activation of which results in increased vimentin phosphorylation that is required for efficient cellular migration (1). Furthermore, protein kinase C ζ was shown to promote the interaction of IFs with 14-3-3 (21). Scrib, a protein involved in cell migration, is protected from proteasomal degradation upon interaction with vimentin, suggesting that vimentin up-regulation during EMT leads to stabilization of Scrib, thereby promoting directed cell migration and increasing the invasive capacity of cells (22). In addition, Slug- and Ras-induced EMT changes were shown to be dependent on the up-regulation of vimentin (23). From these studies, it is evident that vimentin not only acts as a scaffolding protein, but also mediates several signaling pathways and cellular processes important in EMT and tumor progression.

We hypothesize that, after AKT phosphorylation, vimentin acts like a scaffold to sequester 14-3-3 protein complexes and enhance the effect of activated AKT. When Cos-7 cells were treated with calyculin A, a phosphatase inhibitor, there was an increased association between 14-3-3 proteins and phosphorylated vimentin (2), suggesting a functional interaction between AKT, 14-3-3, and vimentin. An additional implication that there is an interaction between AKT, 14-3-3, and vimentin came from a study on multidrug-resistant, diffuse, large B cell lymphoma (24). Two-dimensional differential in-gel analysis indicated that AKT, 14-3-3, and vimentin were up-regulated in multidrug-resistant diffuse, large B cell lymphoma cells. Based on the known interactions between AKT and 14-3-3, as well as AKT and vimentin, the authors proposed that there was a pathway involving AKT, 14-3-3, and vimentin (24). This possibility was uncovered when the role of AKT in inhibiting beclin 1–dependent autophagy was investigated. A coimmunoprecipitation experiment demonstrated that beclin 1 interacted both with 14-3-3 proteins when a constitutively active form of AKT was present, as well as with activated AKT (25). Phosphorylation of beclin 1 by AKT was correlated with reduced autophagy and increased tumorigenesis. Furthermore, in the presence of constitutively active AKT, vimentin coimmunoprecipitates with beclin 1 (25). These findings suggest that AKT phosphorylates both beclin 1 and vimentin, then a complex forms between beclin 1, 14-3-3, and vimentin forms which promotes tumorigenesis.

Another tumorigenesis pathway involving vimentin is the extracellular signal–regulated kinase (Erk) pathway, which is often up-regulated in many cancers and is involved in many cellular functions, including survival, proliferation, and motility. The second coiled-coil domain of vimentin was shown to interact with phosphorylated Erk, a mitogen-activated protein kinase, in a calcium-dependent mechanism, and to protect it from dephosphorylation (26). One mechanism by which Erk promotes tumorigenesis is through phosphorylation of FoxO3, leading to FoxO3 being polyubiquinated and then degraded (27). These results suggest that vimentin stabilizes Erk, leading to degradation of FoxO3. Interestingly, Erk is activated by 14-3-3 (28), which suggests that vimentin is involved both in sequestering FoxO3 as well as promoting its degradation. There are likely many other proteins the function of which could be modulated after AKT activation and sequestration on vimentin filaments through 14-3-3. Uncovering these interactions will likely provide significant insights into the regulation of signaling pathways and tumorigenesis.

Vimentin is a widely expressed and highly conserved 57-kD protein that is constitutively expressed in mesenchymal cells, including endothelial cells lining blood vessels, renal tubular cells, macrophages, neutrophils, fibroblasts, and leukocytes (3–8). Vimentin is a canonical marker of EMT (reviewed in Ref. 29), a cellular reprogramming process in which epithelial cells acquire a mesenchymal phenotype that causes them to dramatically alter their shape and exhibit increased motility ( Figure 1A ). EMT is a process characterized by a loss of cell polarity, down-regulation of epithelial markers (such as E-cadherin and keratins), and up-regulation of mesenchymal markers (such as vimentin [13, 30]). In normal lung tissue, vimentin expression in the bronchial epithelium is restricted to the basal and columnar cells (31). However, in lung cancer, increased vimentin expression is associated with epithelial-derived tumor cells (32), and is used as a diagnostic marker for the initial progression of epithelial cells from a localized lesion to invasive, metastatic tumor cells (13, 33). Increased vimentin expression has also been reported in various tumor cell lines and tissues, including prostate cancer, breast cancer, endometrial cancer, tumors of the central nervous system, malignant melanoma, and gastrointestinal tract tumors that include pancreatic, colorectal, and hepatic cancers (32). Hepatocellular carcinoma metastasis has been characterized by the increased expression of vimentin (34). In a study comparing human primary hepatocellular carcinoma tissue samples with their matched metastatic tumors, vimentin expression was significantly increased in matched metastatic tumors compared with the primary tumor (34). Furthermore, we have found vimentin expression to be up-regulated in human metastatic lung adenocarcinoma compared with normal lung tissue (unpublished data), showing that vimentin expression is also associated with metastatic lung tumors ( Figure 1D ). These data suggest vimentin expression to be a potential marker for the occurrence of metastasis in epithelial-derived tumors.

Vimentin is encoded by a single-copy gene and is located on the short arm of chromosome 10, specifically at chromosome 10p13 (22). The vimentin promoter is composed of many elements, including a TATA box, eight putative GC boxes (35), Activator protein 1 (AP-1) binding sites (36), the NF-κB–binding site (37), and a Smad binding element (38, 39). Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) is a major regulator of the cellular response to hypoxia, which has been shown to regulate vimentin gene expression (40). Hypoxia is one of the key drivers of metastatic progression, is a driver of EMT, is clinically associated with the occurrence of metastasis, and is present in all solid tumors with dimensions greater than 1 cm 3 (41). The expression of vimentin is associated with increased tumor cell invasiveness (42). Therefore, vimentin transcriptional regulation by HIF-1 may be a potential driver of EMT. In addition, the Smad binding element was found within the activated protein complex-1 region of the vimentin promoter, and was shown to be involved in the regulation of vimentin expression in alveolar epithelial cells and to induce phenotypic change toward EMT (2, 21, 38).

Vimentin IFs are dynamic polypeptides that have a highly conserved α-helical “rod” domain that is flanked by non–α-helical N- and C-terminal domains (3). The assembly dynamics of vimentin IFs are controlled by phosphorylation status (43), as seen by fluorescent imaging of live cells, and are capable of assembling and disassembling rapidly in response to external stimuli, such as tumor-associated hypoxia (44). In addition, vimentin has been shown to be phosphorylated by protein kinase A at Serines 38 and 72, which leads to decreased filament formation ในร่างกาย. However, site-directed mutagenesis of these sites showed no significant effect on filament assembly, indicating that phosphorylation primarily regulates disassembly of vimentin IFs (43). The p21-activated kinase was shown to phosphorylate vimentin at several sites and to be involved in the regulation of vimentin structural reorganization (45). These dynamic changes in vimentin assembly state have been shown to play a critical role in cell attachment, migration, and cell signaling (reviewed in Ref. 46).

Vimentin organization within the cell has important effects on the formation and function of invadopodia and lamellipodia during cellular invasion and migration. To invade into the surrounding tissue, an invasive tumor cell will first form invadopodia and degrade the surrounding basement membrane. Rather than digesting the entire basement membrane, cells will create small perforations where invadopodia will form (47, 48). After this initial stage, the invadopodia will elongate or mature and allow the cell to invade through these perforations into the surrounding tissue. It is during this crucial step of invadopodia elongation that vimentin is required (31). This requirement was demonstrated in MDA-MB-231 cells, a breast cancer cell line, in which vimentin expression was reduced using small interfering RNA (siRNA) or vimetin filaments were disrupted using a dominant-negative vimentin probe. In both cases, cells with reduced or disrupted vimentin expression showed a significant decrease in formation of mature invadopodia (31). Therefore, vimentin is required for invadopodia maturation and the subsequent invasive spread of cancer cells ( Figure 1C ). Furthermore, inhibition of vimentin expression by RNA interference has been shown to reduce metastatic cell invasiveness and decrease tumor volume (49). Nodal metastatic squamous cell carcinomas, which express high levels of vimentin, are highly proliferative and motile ในหลอดทดลอง. Vimentin knockdown using RNA interference in these cells showed a threefold reduction in cellular invasion and migration (49), demonstrating the importance of vimentin expression in tumor cell motility.

After the formation and maturation of invadopodia, metastatic tumor cells will migrate away from the primary tumor site ( Figure 1B ). During migration, a cell will form a lamellipodia, which is the leading edge of the cell and is often characterized by ruffled membranes. The formation of a lamellipodium causes a migrating cell to become polarized, with a leading edge in the direction of migration. The formation of lamellipodia has classically been seen as regulated by F-actin and actin-associated proteins (50) however, there is growing evidence indicating that vimentin IFs also play an integral role in lamellipodia formation and maintenance of cell polarity in migrating cells. Specifically, vimentin assembly dynamics have been shown to regulate cell migration. In migratory fibroblasts, vimentin IFs were shown to extend throughout the cell, from the tail to the perinuclear region, but they were disassembled at the lamellipodia (32). This disassembly at the leading edge was not observed in serum-starved cells or in nonmigratory fibroblasts. Furthermore, it was shown that vimentin disassembly in lamellipodia was regulated by Rac1, a small G protein in the Rho family that is known to drive actin polymerization and mediate lamellipodia formation. Rac1 was shown to mediate vimentin disassembly in lamellipodia by phosphorylating vimentin at Serine 38 (32). Finally, vimentin assembly dynamics were shown to maintain the polarity of migrating cells. Vimentin filaments were disrupted in migratory fibroblasts with a dominant-negative mutant. In the dominant-negative mutant cells, a loss of polarity (loss of leading edge) and a reduction in migration was observed (32). These studies demonstrate how vimentin assembly dynamics appear to be essential in lamellipodia formation and maintenance of cell polarity in migrating cells.

IFs are an attractive potential therapeutic target for lung cancer, due to their involvement in cellular motility, transcriptional regulation, and association with EMT and tumor metastasis. Vimentin may be a key regulator of several tumorigenic pathways, as it forms a complex with 14-3-3 that may prevent the dephosphorylation of proteins in the complex, thereby inhibiting antitumor activity within cells. Vimentin has been shown to be required for maturation of invadopodia and to mediate cellular migration and formation of lamellipodia. Furthermore, increased vimentin expression has been seen in metastatic human adenocarcinoma of the lung as compared with normal lung tissue. These results lend evidence to the role of vimentin as a key regulator of the metastatic spread of lung cancers, and show vimentin to be an attractive potential therapeutic target for future cancer therapies. There are many key questions still to be answered to fully understand the role of vimentin in tumor metastasis. These include understanding the mechanism by which HIF-1 regulates vimentin expression during EMT, understanding how vimentin assembly state, as well as vimentin expression, can alter a cell’s metastatic potential, and elucidating the effect of vimentin expression on metastasis using ในร่างกาย โมเดล

The authors thank Ernst Fattakhov and Jennifer Marie Davis, who provided valuable comments and edits to the final manuscript.


Intermediate filament class IV: neurofilament proteins

Also known as "neurofilaments", this class of intermediate filaments comprises one of the fundamental structural elements of neuronal axons and dendrites they are often associated with the microtubules that also make up these structures.

The neurofilaments of vertebrate animals have been isolated, determining that it is a triplet of proteins of 200, 150 and 68 kDa that participate in the assembly ในหลอดทดลอง.

They differ from other intermediate filaments in that they have lateral arms as "appendages" that project from the periphery thereof and that function in the interaction between neighboring filaments and other structures.

Glial cells produce a special type of intermediate filaments known as glial intermediate filaments, which differ structurally from neurofilaments in that they are composed of a single 51 kDa protein and have different physicochemical properties.


Role of intermediate filaments in migration, invasion and metastasis

The expression of intermediate filament proteins is remarkably tissue-specific which suggests that the intermediate filament (IF) type(s) present in cells is somehow related to their biological function. However, in some cancers-particularly malignant melanoma and breast carcinoma, there is a strong indication that vimentin and keratin IFs are coexpressed, thus presenting as a dedifferentiated or interconverted (between epithelial and mesenchymal) phenotype. In this review, twoในหลอดทดลอง models are presented which recapitulate the interconverted phenotype in human melanoma and breast carcinoma, and allow, for the first time, unique observations to be made with respect to the role of IFs in cancer progression.

These studies have provided direct evidence linking overexpression of keratin IFs in human melanoma with increased migratory and invasive activityในหลอดทดลอง, which can be down-regulated by substituting dominant-negative keratin mutants. Overexpression of vimentin IFs in the breast carcinoma model leads to augmentation of motility and invasivenessในหลอดทดลอง, which can be transiently down-regulated by treatment with antisense oligonucleotides to vimentin. Additional experimental evidence suggests that the mechanism(s) responsible for the differential expression of metastatic properties associated with the interconverted phenotype rest(s) in the unique interaction, either direct or indirect, of IFs with specific integrins interacting with the extracellular matrix.

In this review, we discuss the observations derived from the human melanoma and breast carcinoma models to address the hypothesis that the ability to coexpress vimentin and keratins confers a selective advantage to tumor cells in their interpretation of and response to signaling cues from the extracellular matrix. The ramifications of these observations are discussed with respect to the patholophysiology of the respectiveในที่เกิดเหตุ เนื้องอก


The cytoskeleton is a critical cellular structure that is formed by three distinct protein networks: microtubules, which are involved in intracellular transport actin filaments, which are involved in cell motility and intermediate filaments, which provide structural and mechanical support (Pegoraro et al., 2017). Although intermediate filaments are the least studied of the three, more than 80 tissue-specific human diseases are known to be associated with mutations in intermediate filament genes (http://www.interfil.org).

The networks formed by intermediate filaments are highly dynamic and individual filaments also undergo constant remodeling (Robert et al., 2016). Moreover, various post-translational modifications of the filaments, such as phosphorylation and glycosylation, play key roles in regulating their dynamics (Snider and Omary, 2014). A particularly important modification for intermediate filaments is O-linked glycosylation (Hart et al., 2007), which involves the addition of a sugar-like molecule called GlcNAc (short for N-acetylglucosamine) to specific serine (Ser) or threonine (Thr) amino acid residues in multiple intermediate filament proteins, including vimentin (Slawson et al., 2008). However, there is much about O-linked glycosylation that is not well understood (Bond and Hanover, 2015).

Now, in eLife, Michael Boyce of Duke University School of Medicine and co-workers – including Heather Tarbet as first author – report on the role of O-linked glycosylation in the formation of vimentin intermediate filaments (Tarbet et al., 2018). They also shed light on the process by which Chlamydia trachomatis bacteria 'hijack' vimentin molecules to form a cage and stabilize the cytoplasmic vacuoles in which they replicate.

A vimentin molecule, like all other intermediate filament proteins, has three domains (Figure 1), and it is known that the head domain contains several amino acids that are sites for both glycosylation and phosphorylation (Izawa and Inagaki, 2006 Slawson et al., 2008 Snider and Omary, 2014). To form an intermediate filament, vimentin molecules first form dimers which then assemble to form tetramers that then associate laterally and longitudinally to assemble into mature 10nm-wide filaments of varying lengths. Tarbet et al. studied how three post-translational modification sites might be involved in the interactions between vimentin molecules. Two of these sites, Ser34 and Ser39 (numbering is inclusive of methionine at position 1), are known to be sites for both phosphorylation and glycosylation, whereas the third – Ser49 – is thought to be a site for glycosylation, but not for phosphorylation.

Glycosylation of a serine residue in the ‘head’ domain of vimentin promotes interactions between vimentin molecules.

A vimentin molecule has three domains: the head, the rod (which is α-helical), and the tail. Tarbet et al. show that the glycosylation of the Ser49 residue in the head domain (indicated by the addition of the yellow square) promotes the formation of vimentin dimers the glycosylation of Ser34 (not shown) also promotes dimer formation, but to a lesser extent. While the exact details of the dimer formation process remain to be clarified, biochemical evidence suggests that glycosylation mediates interactions between the head domain of one vimentin molecule and either the head or rod domain of a second vimentin molecule, or with assembled vimentin filaments.

Tarbet et al. showed that replacing Ser34, but not Ser39, with the amino acid alanine reduced O-GlcNAc-mediated crosslinking between vimentin molecules, and that replacing Ser49 with alanine molecules completely prevented vimentin crosslinking, whereas mutations at several other amino acids did not have a measurable effect. This represents the first evidence that O-linked glycosylation can modulate interactions between vimentin molecules, and the work was enabled by a recently established chemical labeling technique to identify O-GlcNAc targets (Yu et al., 2012).

Tarbet et al. then focused on Ser49 because it was not a known phosphorylation site: replacing this serine with either alanine (which cannot undergo phosphorylation) or with aspartic acid (which has charge properties that resemble a permanently phosphorylated serine) resulted in disrupted vimentin structures, rather than extended filaments that are usually formed. This suggests that the inability of these two mutants to form filaments is due to the loss of glycosylation or possibly, in the case of the aspartic acid mutant, due to there being a permanent phosphorylation-like state at Ser49.

Importantly, Tarbet et al. extended their findings to demonstrate that the glycosylation of Ser49 is critical for vimentin-dependent cell migration and for the replication of the bacteria หนองในเทียม inside cells after infection. เมื่อไหร่ หนองในเทียม infects a normal cell it takes over the cell, forcing vimentin molecules to form cages that protect and separate the bacteria from the host cytoplasm as it replicates. However, in the presence of a glycosylation inhibitor, or when Ser49 has been made non-glycosylatable, this 'hijacking' process is reduced significantly.

A few caveats deserve mention. First, the possibility that some of the results reported are due to indirect effects of the Ser49 mutation have not been completely excluded. Second, there is some confusion about Ser49 and phosphorylation: although the PhosphoNET database reports that Ser49 is phosphorylated in vimentin, the citation for this actually corresponds to Ser51, which is known to be a phosphorylation site (Izawa and Inagaki, 2006). However, several proteomic studies in the PhosphoSitePlus database report that Ser49 on human vimentin is a phospho-site, but these reports require detailed validation.

One surprising finding was that a mutation at a single glycosylation site (Ser49) had such a disruptive effect on vimentin filament formation, whereas the simultaneous mutation of all three major glycosylation sites on another intermediate filament protein, keratin 18, did not have a comparable impact (Ku and Omary, 1995). This could be because keratin 18 forms heterodimers (with keratin 8), so the impact is buffered by the partner keratin, whereas vimentin molecules form homodimers with other vimentin molecules.

Further experiments are needed to fully understand the assembly of intermediate filaments in vivo, including the role that 'cross-talk' between glycosylation and phosphorylation plays, but the findings of Tarbet et al. have illuminated an important aspect of the process.


ดูวิดีโอ: TH Thailand Leaders Academy - - Seema Marketing Material (มกราคม 2022).