原钙黏蛋白10的分子生物学功能

背景^[1]

原钙黏蛋白10(protocadherin 10,PCDH10),是一种表达于细胞膜表面的钙黏蛋白,属于原钙黏蛋白家族中的一员。最先发现在中枢神经系统中起作用,随着研究的深入,其参与肌动蛋白组装、参与认知功能的调节及抑癌等不为人知的功能逐渐被发掘出来。

分类及结构特点^[1]

CDH分Ⅰ型经典的钙黏附蛋白、Ⅱ型钙黏蛋白、桥粒钙黏蛋白和PCDH家族4 个亚群,其中PCDH由成簇的PCDH家族及非成簇的PCDH家族组成,非成簇的PCDH家族分成两个部分:PCDHδ 及系统发生树中散在的PCDH家族(PCDHs),其中原钙黏蛋白10是非成簇的PCDH家族中的一员。其结构域与经典的CDH的EC结构域明显不同:CDH的EC区域由多个外显子编码,而PCDH的EC区域则是由单个大的外显子编码而成。 CDH的EC域有5 个CDH重复序列,而PCDH EC域的重复序列则多于5 个。此外,CDH的CP区保守性高于PCDH。

分子生物学功能^[2]

原钙黏蛋白10 ( protocadherin 10,PCDH10)定位于人类4 号染色体长臂2 区8 带上,由5 个外显子组成,长约219 个碱基对。是一种表达于细胞膜表面的钙黏附蛋白,属于原钙黏蛋白家族中的一员。原钙黏蛋白最早是Shintaro等在经典钙黏蛋白(cadherin,CDH)胞外结构域重复系列的简并引物PCR扩增鉴定CDH家族成员时意外发现,并称之为PCDH,属于CDH的一个亚群,主要在中枢神经系统表达,具有黏附功能,还可参与神经回路、突触的形成及功能的维持等。

CDH是一种钙依赖性的细胞黏附分子,PCDH在CDH中是一种带有亲同种抗原结合活性的跨膜蛋白,主要在中枢神经系统表达,参与胚胎中枢神经发育、介导神经突触形成、细胞识别和神经通路的形成,其表达有严格的种族特异性,且对同种抗原的细胞黏附具有亲和性,在动物发育过程中受时间和空间顺序调控。在PCDHs中,非簇集的PCDHs在中枢神经系统的表达研究最为深入。

原钙黏蛋白10 蛋白在功能性神经回路表达:如嗅觉系统、黑质纹状体投射系统、olivocerebellar投射系统及视觉投射系统, 原钙黏蛋白10缺乏时可出现小鼠纹状体神经元及丘脑皮层投射系统轴突回路缺陷现象。

研究发现PCDHs是细胞间黏附功能的中介,绝大部分黏附蛋白超家族呈现钙依赖性的亲同种抗原的黏附性。虽然多数非成簇的PCDHs(PCDH1、PCDH7、PCDH8、PCDH10、PCDHs18、PCDH19) 呈现亲同种抗原的黏附性, 原钙黏蛋白10具有弱的亲同种抗原作用,在细胞与细胞之间的黏附中起调节作用,还可在细胞间起信号传导作用。研究发现, 原钙黏蛋白10与Nck- 相关蛋白1(Nap1/WAVE1)相互作用形成PCDH10 /Nap1/WAVE1 复合体,调控肌动蛋白装配和细胞迁移,但其调节肌动蛋白组装的机制尚不清楚。

参考文献

[1] 原钙黏蛋白10的研究进展.江艳 叶元.桂林医学院附属医院

[2] Sano K,Tanihara H,Heimark R L,et al.Protocadherins:a large family of cadherin-related molecules in central nervous system[J].Embo Journal,1993,12(6):2249-2256.