La fibronectine est une grande glycoprotéine multifonctionnelle qui joue un rôle crucial dans la signalisation de la matrice cellulaire. En tant que fournisseur de fibronectine fiable, je suis bien versé dans les détails scientifiques de la façon dont cette protéine remarquable participe à ces processus de signalisation complexes. Dans ce blog, nous explorerons les mécanismes par lesquels la fibronectine contribue à la signalisation de la matrice cellulaire et ses implications dans diverses fonctions biologiques.
Structure et sites de liaison de la fibronectine
La fibronectine existe en tant que dimère composé de deux sous-unités similaires liées par des liaisons disulfure à leurs terminaisons carboxyles. Chaque sous-unité contient plusieurs domaines modulaires, y compris les répétitions de type I, de type II et de type III. Ces domaines sont responsables de la liaison à une variété de ligands, tels que les intégrines à la surface cellulaire, le collagène dans la matrice extracellulaire (ECM) et d'autres composants ECM.
Le domaine de liaison à l'intégrine de la fibronectine contient la séquence arg - gly - ASP (RGD) bien connue. Les intégrines sont des récepteurs transmembranaires qui médient les interactions cellulaires - ECM. Lorsque la fibronectine se lie aux intégrines via la séquence RGD, elle initie une cascade d'événements de signalisation intracellulaires. Cette liaison est très spécifique et peut être régulée par la conformation de la fibronectine et l'état d'activation des intégrines.
Initiation de la signalisation de la matrice de cellules via la liaison de l'intégrine
Une fois que la fibronectine se lie aux intégrines, elle déclenche le regroupement des récepteurs de l'intégrine sur la surface cellulaire. Ce regroupement conduit au recrutement de diverses molécules de signalisation intracellulaires aux queues cytoplasmiques des intégrines. L'un des premiers événements clés est l'activation des kinases d'adhésion focale (FAKS). Les FAK sont des tyrosine kinases non récepteurs qui deviennent phosphorylées lors du regroupement de l'intégrine.
Les FAK phosphorylés servent de sites d'amarrage pour d'autres protéines de signalisation, tels que les kinases de la famille SRC. Le complexe FAK - SRC active ensuite plusieurs voies de signalisation en aval. Par exemple, il peut activer la voie de la protéine kinase activée par le mitogène (MAPK), qui est impliquée dans la prolifération cellulaire, la différenciation et la survie. La voie MAPK comprend des kinases telles que les kinases régulées (ERKS), les kinases terminales C - Jun N - Terminal (JNK) et P38 MAPK. L'activation de ces kinases conduit à la phosphorylation des facteurs de transcription, qui à leur tour régulent l'expression des gènes.
En plus de la voie MAPK, la signalisation de l'intégrine médiée par la fibronectine active également la voie phosphatidylinositol 3 - kinase (PI3K). PI3K phosphoryle le phosphatidylinositol 4,5 - bisphosphate (PIP2) pour générer du phosphatidylinositol 3,4,5 - trisphosphate (PIP3). PIP3 recrute et active ensuite Akt, une sérine / thréonine kinase. La voie PI3K - Akt est cruciale pour la survie cellulaire, la croissance et le métabolisme. Il peut inhiber l'apoptose en phosphorylant et en inactivant les protéines pro-apoptotiques telles que Bad.
Rôle de la fibronectine dans la migration cellulaire
La migration cellulaire est un processus fondamental dans le développement, la cicatrisation des plaies et les métastases du cancer. La fibronectine joue un rôle central dans la migration cellulaire en fournissant un substrat pour le mouvement cellulaire et en régulant les voies de signalisation impliquées dans ce processus.
Au fur et à mesure que les cellules se déplacent, elles forment des adhérences focales au bord d'attaque. La fibronectine dans l'ECM se lie aux intégrines à la surface cellulaire, et les événements de signalisation résultants conduisent à l'assemblage et au démontage des adhérences focales. Au bord d'attaque, de nouvelles adhérences focales sont formées, ce qui fournit une traction à la cellule pour avancer. La famille Rho de petites GTPases, y compris Rho, RAC et CDC42, sont des régulateurs clés de la dynamique de l'adhésion focale et de la migration cellulaire. La signalisation de l'intégrine médiée par la fibronectine peut activer ces GTPases.
L'activation de RAC est associée à la formation de lamellipodia, qui sont des extensions minces, comme la feuille au bord d'attaque des cellules migratrices. L'activation de CDC42 favorise la formation de filopodes, qui sont des projections minces et doigts. L'activation de Rho est impliquée dans la contraction du corps cellulaire et le démontage des adhérences focales au bord de fuite de la cellule. En régulant l'activité de ces GTPases, la fibronectine assure le mouvement des cellules coordonnées.
Contribution à la réparation et à la régénération des tissus
Dans le contexte de la réparation et de la régénération des tissus, la fibronectine est rapidement déposée sur le site de la blessure. Il sert d'échafaudage pour la migration cellulaire et la prolifération. Par exemple, dans la cicatrisation des plaies, la fibronectine est sécrétée par des fibroblastes et des plaquettes. Il se lie au collagène et à d'autres composants ECM, créant une matrice provisoire.
Les cellules épithéliales et les fibroblastes migrent le long de la matrice riche en fibronectine vers le site de la plaie. Les événements de signalisation initiés par la liaison de la fibronectine aux intégrines sur ces cellules favorisent leur prolifération et la synthèse de nouveaux composants ECM. Cela conduit à la fermeture de la plaie et à la restauration de l'intégrité des tissus.
De plus, la fibronectine peut également moduler la réponse immunitaire pendant la réparation des tissus. Il peut interagir avec les cellules immunitaires telles que les macrophages. Les macrophages expriment des intégrines qui peuvent se lier à la fibronectine, et cette interaction peut réguler l'activation et la fonction des macrophages. Par exemple, la signalisation médiée par la fibronectine dans les macrophages peut améliorer leur activité phagocytaire et la sécrétion de cytokines et des facteurs de croissance qui sont importants pour la réparation des tissus.
Interaction avec d'autres composants ECM
La fibronectine n'agit pas isolément dans l'ECM. Il interagit avec d'autres composants ECM tels queExtrait racine de Paeonia Lactiflora, extrait de racine Scutellaria baicalensis,Oxyde de zinc, etCéramide np. Ces interactions peuvent moduler davantage la signalisation des cellules - matrice.
Par exemple, la fibronectine peut se lier aux fibres de collagène. Cette liaison stabilise la structure ECM et peut également affecter la conformation de la fibronectine, modifiant ainsi sa capacité à se lier aux intégrines. Lorsque la fibronectine est associée au collagène, elle peut présenter les sites de liaison à l'intégrine dans une orientation plus favorable, améliorant la signalisation médiée par l'intégrine.
De plus, la fibronectine peut interagir avec les protéoglycanes dans l'ECM. Les protéoglycanes sont de grandes molécules composées d'une protéine centrale et des chaînes de glycosaminoglycanes. L'interaction entre la fibronectine et les protéoglycanes peut influencer la disponibilité des facteurs de croissance dans l'ECM. Certains facteurs de croissance peuvent se lier aux protéoglycanes, et la fibronectine peut réguler la libération et la présentation de ces facteurs de croissance aux récepteurs de surface cellulaire, modulant davantage le comportement cellulaire.
Implications de la maladie
La signalisation de la matrice à médiation aberrante de fibronectine - cellule médiée est associée à diverses maladies. Dans le cancer, la fibronectine est souvent surexprimée dans le microenvironnement tumoral. Il peut favoriser la migration des cellules tumorales, l'invasion et les métastases en fournissant un substrat favorable pour les cellules tumorales et en activant la survie et les voies de signalisation pro-migrateurs.
Dans les maladies fibrotiques, telles que la fibrose pulmonaire et la fibrose hépatique, le dépôt excessif de la fibronectine et l'activation anormale de la signalisation médiée par la fibronectine contribuent à l'accumulation de composants ECM et à la perturbation de l'architecture tissulaire normale. La signalisation dérégulée peut conduire à l'activation des fibroblastes et à la synthèse excessive du collagène, ce qui entraîne la formation de tissu fibreux.
Conclusion
En conclusion, la fibronectine est un acteur clé de la signalisation de la matrice cellulaire. Grâce à sa liaison aux intégrines et à l'interaction avec d'autres composants ECM, il initie un réseau complexe de voies de signalisation qui régulent le comportement des cellules, y compris la prolifération, la migration, la survie et la différenciation. Comprendre les mécanismes de la signalisation de la matrice à médiation par la fibronectine est cruciale pour faire progresser notre connaissance des processus biologiques normaux tels que le développement et la réparation des tissus, ainsi que pour développer des stratégies thérapeutiques pour les maladies associées à la signalisation anormale de l'ECM.
En tant que fournisseur de fibronectine, nous nous engageons à fournir des produits de fibronectine de haute qualité pour la recherche et les applications thérapeutiques potentielles. Si vous souhaitez en savoir plus sur nos produits de fibronectine ou si vous avez des questions concernant la fibronectine et son rôle dans la signalisation des cellules - matrice, n'hésitez pas à nous contacter pour l'achat et à une discussion plus approfondie.
Références
- Hynes, RO (1992). Intégrines: polyvalence, modulation et signalisation dans l'adhésion cellulaire. Cell, 69 (1), 11 - 25.
- Geiger, B., Bershadsky, AD, Pankov, R. et Yamada, KM (2001). Diaphonie transmembranaire entre la matrice extracellulaire - diaphonie du cytosquelette. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2 (4), 231 - 242.
- Schwarzbauer, JE et DeSimone, DW (2011). Fibronectine en un coup d'œil. Journal of Cell Science, 124 (13), 2177 - 2181.
- Guan, JL et Shalloway, D. (1992). Association de la kinase d'adhésion focale, pp125fak, avec des kinases de famille SRC. The Journal of Biological Chemistry, 267 (29), 20691 - 20697.