Гемидесмосомы — это очень маленькие шпилевидные структуры, обнаруженные в кератиноцитах эпидермиса кожи, которые прикрепляются к внеклеточному матриксу . По форме они похожи на десмосомы при визуализации с помощью электронной микроскопии ; однако десмосомы прикрепляются к соседним клеткам. Гемидесмосомы также сопоставимы с фокальными адгезиями , поскольку они оба прикрепляют клетки к внеклеточному матриксу. Вместо десмоглеинов и десмоколлинов во внеклеточном пространстве, гемидесмосомы используют интегрины . Гемидесмосомы обнаружены в эпителиальных клетках, соединяющих базальные эпителиальные клетки с lamina lucida , которая является частью базальной пластинки . [2] Гемидесмосомы также участвуют в сигнальных путях, таких как миграция кератиноцитов или внедрение клеток карциномы . [3]
Гемидесмосомы можно разделить на два типа на основе их белковых компонентов. Гемидесмосомы типа 1 встречаются в стратифицированном и псевдостратифицированном эпителии . Гемидесмосомы типа 1 состоят из пяти основных элементов: интегрина α6 β4 , плектина в его изоформе 1a, то есть P1a, тетраспанинового белка CD151 , BPAG1e или изоформы e антигена буллезного пемфигоида и BPAG2 (также известного как BP180 или коллаген типа 17). [2] Гемидесмосомы типа 1 встречаются в стратифицированной и псевдостратифицированной эпителиальной ткани. Гемидесмосомы типа 2 содержат интегрин α6β4 и плектин без антигенов BP. [4]
Гемидесмосомы имеют два мембранных компонента: интегрин α6β4 и BPAG2. Интегрин α6β4 действует как рецептор ламинина-332 . Интегрин α6β4 состоит из двух димеров субъединиц α и β. Более крупная субъединица β4 имеет домены, которые связываются с фибронектином III и кальцием. Субъединица α6 связывается с внеклеточным BP180, CD151 и ламинином-322. Когда интегрин α6β4 связывается с плектином 1a и BPAG1, он ассоциируется с кератиновыми промежуточными филаментами в цитоскелете. [2]
Гемидесмосомы связаны с кератином изоформой плектина 1a из семейства белков плакинов . Плектин — это белок массой 500 кДа с длинным стержневидным доменом и доменом на конце, который содержит промежуточный сайт связывания филамента. BPAG2, или (антиген 2 буллезного пемфигоида), — это трансмембранный белок, который существует рядом с интегринами, BPAG2 имеет домены, которые связываются с плектином, субъединицей интегрина β4 в цитоплазме и интегрином α6 и ламинином-332 во внеклеточном пространстве. CD151, белок суперсемейства тетраспанинов , находится на клеточной поверхности кератиноцитов и сосудистого эндотелия . CD151 способствует образованию гемидесмосом. BPAG1e — это антиген с несколькими изоформами , который связывается с интегрином α6β4, BPAG2 и кератином 5 и 14. Основная роль BPAG1e заключается в стабильности гемидесмосом. [2]
Поддержание базальных эпидермальных кератиноцитов прикрепленными к базальной пластинке жизненно важно для гомеостаза кожи . Генетические или приобретенные заболевания, которые вызывают нарушение компонентов гемидесмосомы, могут привести к расстройствам образования волдырей на коже между различными слоями кожи. Они в совокупности называются буллезным эпидермолизом или ЭБ. Типичные симптомы включают хрупкость кожи, образование волдырей и эрозию от незначительного физического стресса. [2] Однако заболевание также может проявляться в виде эрозий на роговице, трахее, желудочно-кишечном тракте, пищеводе, мышечной дистрофии и мышечной деформации. [5]
Мутации в 12 различных генах, которые кодируют части гемидесмосомы, привели к буллезному эпидермолизу. [6] Существует три типа ЭБ: простой ЭБ (EBS), дистрофический ЭБ (DEB) и соединительный ЭБ (JEB). При простом буллезном эпидермолизе слои эпидермиса разделяются. EBS вызван мутациями, кодирующими кератин, плектин и BPAG1e. При соединительном буллезном эпидермолизе разделяются слои светлой пластинки (часть базальной пластинки). Это вызвано мутациями в интегрине α6β4, ламинине 322 и BPAG2. При дистрофическом буллезном эпидермолизе слои сосочковой дермы отделяются от якорных фибрилл . Это вызвано мутациями в гене коллагена 7 .
