Гемидесмосомы — это очень маленькие шиповидные 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 можно сравнить с фокальными спайками , поскольку они оба прикрепляют клетки к внеклеточному матриксу. Вместо десмоглеинов и десмоколлинов во внеклеточном пространстве гемидесмосомы используют интегрины . Гемидесмосомы обнаруживаются в эпителиальных клетках, соединяющих базальные эпителиальные клетки с блестящей пластинкой , 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 в зависимости от их белковых компонентов. Гемидесмосомы 1 типа встречаются в многослойном и псевдомногослойном эпителии . Полудесмосомы типа 1 имеют пять основных элементов: интегрин α6β4 , плектин в его изоформе 1a, т.е. P1a, белок тетраспанин CD151 , BPAG1e или изоформа буллезного пемфигоидного антигена e, и BPAG2 (также известный как BP180 или коллаген типа 17). [2] Гемидесмосомы 1 типа обнаруживаются в многослойной и псевдомногослойной эпителиальной ткани. Полудесмосомы 2-го типа содержат интегрин α6β4 и плектин без антигенов BP. [4]
Гемидесмосомы имеют два трансмембранных 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 внеклеточными BP180, CD151 и ламинином-322. Когда интегрин α6β4 связывается с плектином 1a и BPAG1, он связывается с промежуточными кератиновыми нитями в цитоскелете. [2]
Гемидесмосомы связаны с кератином изоформой 1а плектина из семейства белков плакинов . Плектин представляет собой белок массой 500 кДа с длинным палочковидным доменом и доменом на конце, содержащим сайт связывания промежуточных филаментов. BPAG2, или (буллезный пемфигоидный антиген 2), представляет собой трансмембранный белок, который существует рядом с интегринами, BPAG2 имеет домены, которые связываются с плектином, субъединицей интегрина β4 в цитоплазме, а также интегрином α6 и ламинином-332 во внеклеточном пространстве. CD151, белок суперсемейства тетраспанинов , находится на клеточной поверхности кератиноцитов и эндотелия сосудов . CD151 способствует образованию гемидесмосом. BPAG1e представляет собой антиген с множеством изоформ , который связывается с интегрином α6β4, BPAG2 и кератином 5 и 14 . Основная роль BPAG1e заключается в обеспечении стабильности гемидесмосом. [2]
Сохранение базальных эпидермальных кератиноцитов прикрепленными к базальной пластинке жизненно важно для гомеостаза кожи . Генетические или приобретенные заболевания, вызывающие нарушение компонентов гемидесмосом, могут привести к образованию волдырей между различными слоями кожи. Это общее название буллёзный эпидермолиз , или БЭ. Типичные симптомы включают хрупкую кожу, образование волдырей и эрозию в результате незначительного физического стресса. [2] Однако заболевание также может проявляться эрозиями роговицы, трахеи, желудочно-кишечного тракта, пищевода, мышечной дистрофией и мышечной деформацией. [5]
Мутации в 12 различных генах, кодирующих части гемидесмосом, привели к буллезному эпидермолизу. [6] Существует три типа БЭ: простой БЭ (EBS), дистрофический БЭ (DEB) и узловой БЭ (JEB). При простом буллезном эпидермолизе слои эпидермиса разделяются. EBS вызван мутациями, кодирующими кератин, плектин и BPAG1e. При узловом буллезном эпидермолизе слои блестящей пластинки (часть базальной пластинки) разделяются. Это вызвано мутациями интегрина α6β4, ламинина 322 и BPAG2. При дистрофическом буллезном эпидермолизе слои сосочковой дермы отделяются от закрепляющих фибрилл . Это вызвано мутациями в гене коллагена 7 .
