洞小胞

生物学において、カベオラ（ラテン語で「小さな洞窟」、単数形はcaveola ）は、脂質ラフトの一種であり、多くの脊椎動物の細胞に存在する、細胞膜の小さな（50～100ナノメートル）陥入部です。カベオラは、多くの脊椎動物細胞種、特に内皮細胞、脂肪細胞、胚脊索細胞において最も多く見られる表面構造です。[ 1 ] [ 2 ]カベオラは1955年にE. Yamadaによって初めて発見されました。[ 3 ]

これらのフラスコ型の構造は、タンパク質だけでなくコレステロールやスフィンゴ脂質などの脂質も豊富に含み、シグナル伝達においていくつかの機能を果たします。[ 4 ]また、機械保護、機械感覚、エンドサイトーシス、腫瘍形成、病原細菌や特定のウイルスの取り込みにも役割を果たしていると考えられています。[ 5 ] [ 6 ] [ 3 ] [ 7 ]

カベオリン

カベオラの形成と維持は、当初、21 kDa のタンパク質であるカベオリン[ 8 ]が主な原因であると考えられていました。哺乳類細胞で発現するカベオリンの相同遺伝子は、 Cav1、Cav2、Cav3の3つです。これらのタンパク質は、細胞質N 末端にスキャフォールディングドメイン、長いヘアピン膜貫通ドメイン、細胞質 C 末端という共通のトポロジーを持っています。カベオリンはモノマーとして合成され、ゴルジ体へ輸送されます。その後、分泌経路を通って輸送される際に、カベオリンは脂質ラフトと会合してオリゴマー（14～16 分子）を形成します。これらのオリゴマー化したカベオリンはカベオラを形成します。カベオリンの存在は、膜の形態の局所的な変化をもたらします[ 9 ]

キャビンズ

Cavinタンパク質は、2000年代後半にカベオラ形成を制御する主要な構造成分として登場しました。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Cavinタンパク質ファミリーは、Cavin1（PTRFとしても知られる）、Cavin2（SDPRとしても知られる）、Cavin3（SRBCとしても知られる）、およびCavin4（MURCとしても知られる）で構成されています。Cavin1は、複数の組織におけるカベオラ形成の主な制御因子であることが示されており、カベオラを欠くがCav1が豊富な細胞では、Cavin1の単独発現で形態的なカベオラ形成に十分です。[ 14 ] [ 10 ] Cavin4はCav3と類似しており、筋肉特異的です。[ 11 ]

小洞エンドサイトーシス

カベオラは、クラスリン非依存性ラフト依存性エンドサイトーシスの1つの発生源です。カベオリンがオリゴマー形成ドメインを有することでオリゴマー化する能力は、カベオラエンドサイトーシス小胞の形成に不可欠です。オリゴマー形成により、細胞膜にカベオリンを多く含むミクロドメインが形成されます。コレステロール値の上昇とカベオリンの足場ドメインの細胞膜への挿入により、カベオラ陥入部が拡大し、エンドサイトーシス小胞が形成されます。その後、出芽小胞の頸部に局在するGTPaseダイナミンIIによって、細胞膜からの小胞の分裂が促進されます。遊離したカベオソームは、初期エンドソームまたはカベオソームと融合することができます。カベオソームは、中性pHのエンドソーム区画であり、初期エンドソームマーカーは存在しません。しかし、カベオソームエンドサイトーシスによって内部移行された分子を含んでいます。[ 9 ] [ 15 ]

このタイプのエンドサイトーシスは、例えば、内皮細胞におけるアルブミンのトランスサイトーシスや一次脂肪細胞におけるインスリン受容体の内在化に使用されます。[ 9 ]

カベオラのその他の役割

  • カベオラは骨格筋、内皮細胞、脊索細胞などの複数の組織タイプにおいて、機械的ストレスから細胞を保護するために必要であることが示されている。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
  • 一部の病原体はカベオラを細胞内への侵入に利用し、リソソームによる分解を回避します。しかし、一部の細菌は典型的なカベオラではなく、カベオリンを多く含む細胞膜領域のみを利用します。このエンドサイトーシス経路を利用する病原体には、SV40やポリオーマウイルスなどのウイルス、そして大腸菌、緑膿菌、ポルフィロモナス・ジンジバリスなどの細菌が含まれます。[ 15 ]
  • カベオラは細胞シグナル伝達にも関与しています。カベオリンは、その足場ドメインを介していくつかのシグナル分子（例えばeNOS）と結合し、それらのシグナル伝達を制御します。また、カベオラはチャネルの制御やカルシウムシグナル伝達にも関与しています。[ 15 ]
  • カベオラは脂質調節にも関与しています。脂肪細胞ではカベオリンCav1が高レベルで発現しています。カベオリンはコレステロール、脂肪酸、脂肪滴と結合し、それらの調節に関与しています。[ 15 ]
  • カベオラは様々な細胞種において機械センサーとしても機能する。内皮細胞では、カベオラは流動感覚に関与している。流動刺激への慢性曝露は、細胞膜中のカベオリンCav1レベルの上昇、そのリン酸化、eNOSシグナル伝達酵素の活性化、そして血管のリモデリングにつながる。平滑筋細胞では、カベオリンCav1は伸張感知に関与し、細胞周期の進行を誘導する。[ 15 ]

阻害剤

カベオラ経路の阻害剤として知られているものとしては、フィリピンIII、ゲニステイン、ナイスタチンなどがある。[ 9 ]

参照

参考文献

  1. ^ Nixon, Susan J.; Carter, Adrian; Wegner, Jeremy; Ferguson, Charles; Floetenmeyer, Matthias; Riches, Jamie; Key, Brian; Westerfield, Monte; Parton, Robert G. (2007年7月1日). 「カベオリン-1は側線神経節と脊索の発達に必須である」 . Journal of Cell Science . 120 (13): 2151– 2161. doi : 10.1242/jcs.003830 . PMID  17550965 .
  2. ^ Lo, Harriet P; Hall, Thomas E; Parton, Robert G (2016年1月13日). 「骨格筋の小胞による機械保護」 . BioArchitecture . 6 ( 1): 22– 27. doi : 10.1080/19490992.2015.1131891 . PMC 4914031. PMID 26760312 .  
  3. ^ a b Li, Xiang-An; Everson, William V.; Smart, Eric J. (2005年4月). 「カベオラ、脂質ラフト、そして血管疾患」. Trends in Cardiovascular Medicine . 15 (3): 92– 96. doi : 10.1016/j.tcm.2005.04.001 . PMID 16039968 . 
  4. ^アンダーソン、リチャード・GW (1998年6月). 「カベオラ膜システム」 . Annual Review of Biochemistry . 67 (1): 199– 225. doi : 10.1146/annurev.biochem.67.1.199 . PMID 9759488 . 
  5. ^ Parton, Robert G.; del Pozo, Miguel A. (2013年2月). 「カベオラは細胞膜センサー、プロテクター、そしてオーガナイザーとして機能」Nature Reviews Molecular Cell Biology . 14 (2): 98– 112. doi : 10.1038/nrm3512 . PMID 23340574 . S2CID 21940682 .  
  6. ^ Frank, Philippe G; Lisanti, Michael P (2004年10月). 「アテローム性動脈硬化症におけるカベオリン-1とカベオラ：脂肪線条形成と新生内膜過形成における異なる役割」Current Opinion in Lipidology . 15 (5): 523– 529. doi : 10.1097/00041433-200410000-00005 . PMID 15361787 . S2CID 20778606 .  
  7. ^ Pelkmans, Lucas (2005年12月). 「哺乳類ウイルスが明らかにしたカベオラおよび脂質ラフトを介したエンドサイトーシスの秘密」 . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research . 1746 (3): 295– 304. doi : 10.1016/j.bbamcr.2005.06.009 . PMID 16126288 . 
  8. ^米国国立医学図書館医学件名標目表（MeSH）のCaveolae
  9. ^ a b c d Lajoie, Patrick; Nabi, Ivan R. (2010).脂質ラフト、カベオラ、そしてそれらのエンドサイトーシス. 国際細胞分子生物学レビュー. 第282巻. pp.  135– 163. doi : 10.1016/S1937-6448(10)82003-9 . ISBN 978-0-12-381256-8. PMID  20630468 .
  10. ^ a b Hill, Michelle M.; Bastiani, Michele; Luetterforst, Robert; Kirkham, Matthew; Kirkham, Annika; Nixon, Susan J.; Walser, Piers; Abankwa, Daniel; Oorschot, Viola MJ; Martin, Sally; Hancock, John F.; Parton, Robert G. (2008年1月). 「PTRF-Cavin：カベオラの形成と機能に必要な保存された細胞質タンパク質」 . Cell . 132 ( 1): 113– 124. doi : 10.1016/j.cell.2007.11.042 . PMC 2265257. PMID 18191225 .  
  11. ^ a b Bastiani, Michele; Liu, Libin; Hill, Michelle M.; Jedrychowski, Mark P.; Nixon, Susan J.; Lo, Harriet P.; Abankwa, Daniel; Luetterforst, Robert; Fernandez-Rojo, Manuel; Breen, Michael R.; Gygi, Steven P.; Vinten, Jorgen; Walser, Piers J.; North, Kathryn N.; Hancock, John F.; Pilch, Paul F.; Parton, Robert G. (2009年6月29日). 「MURC/Cavin-4とcavinファミリーメンバーは組織特異的なcaveolar複合体を形成する」 . Journal of Cell Biology . 185 (7): 1259– 1273. doi : 10.1083/jcb.200903053 . hdl : 2144/3220 . PMC 2712963 . PMID 19546242 .  
  12. ^コフトゥン、オレクシー;ティル、ヴィカス A.アリオッティ、ニコラス。パートン、ロバート G.コリンズ、ブレット M. (2015 年 4 月 1 日) 「カビンファミリータンパク質とカベオラの集合体」。細胞科学ジャーナル。128 (7): 1269–1278。土井: 10.1242/jcs.167866。PMC 4379724。PMID 25829513。  
  13. ^ Parton, Robert G.; Collins, Brett M. (2016年12月13日). 「カベオラの構造を解明する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 113 (50): 14170– 14172. Bibcode : 2016PNAS..11314170P . doi : 10.1073/pnas.1617954113 . PMC 5167180. PMID 27911845 .  
  14. ^ Liu, Libin; Brown, Dennis; McKee, Mary; LeBrasseur, Nathan K.; Yang, Dan; Albrecht, Kenneth H.; Ravid, Katya ; Pilch, Paul F. (2008年10月). 「Cavin/PTRFの欠失は、カベオラの全体的な消失、脂質異常症、および耐糖能障害を引き起こす」. Cell Metabolism . 8 (4): 310– 317. doi : 10.1016/j.cmet.2008.07.008 . PMC 2581738. PMID 18840361 .  
  15. ^ a b c d e Parton, Robert G.; Simons, Kai (2007年3月). 「caveolaeの多様な側面」. Nature Reviews Molecular Cell Biology . 8 (3): 185– 194. doi : 10.1038/nrm2122 . PMID 17318224. S2CID 10830810 .  
  16. ^ Lo, Harriet P; Hall, Thomas E; Parton, Robert G (2016年1月2日). 「骨格筋の小胞による機械保護」 . BioArchitecture . 6 ( 1): 22– 27. doi : 10.1080/19490992.2015.1131891 . PMC 4914031. PMID 26760312 .  
  17. ^ Cheng, Jade PX; Mendoza-Topaz, Carolina; Howard, Gillian; Chadwick, Jessica; Shvets, Elena; Cowburn, Andrew S.; Dunmore, Benjamin J.; Crosby, Alexi; Morrell, Nicholas W.; Nichols, Benjamin J. (2015年10月12日). 「心拍出量増加時の膜破裂から内皮細胞を保護するカベオラ」 . Journal of Cell Biology . 211 (1): 53– 61. doi : 10.1083/jcb.201504042 . PMC 4602045. PMID 26459598 .  
  18. ^ Lim, Ye-Wheen; Lo, Harriet P.; Ferguson, Charles; Martel, Nick; Giacomotto, Jean; Gomez, Guillermo A.; Yap, Alpha S.; Hall, Thomas E.; Parton, Robert G. (2017年7月). 「カベオラは脊索細胞を発生過程における壊滅的な機械的損傷から保護する」 . Current Biology . 27 (13): 1968–1981.e7. Bibcode : 2017CBio...27E1968L . doi : 10.1016/j.cub.2017.05.067 . PMID 28648821 . 
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