Cytokeratin - Cytokeratin

Keratinová meziproduktová vlákna v epiteliálních buňkách (červené skvrny).

Cytokeratiny jsou keratinové proteiny nalezené v intracytoplasmatickou cytoskeletu z epiteliální tkáně . Jsou důležitou součástí přechodných vláken , která pomáhají buňkám odolávat mechanickému namáhání. Exprese těchto cytokeratinů v epiteliálních buňkách je do značné míry specifická pro konkrétní orgány nebo tkáně. Klinicky se tedy používají k identifikaci buňky původu různých lidských nádorů.

Pojmenování

Termín „cytokeratin“ se začal používat koncem 70. let minulého století, kdy byly nejprve identifikovány a charakterizovány proteinové podjednotky keratinových intermediárních vláken uvnitř buněk . V roce 2006 byla vytvořena nová systematická nomenklatura pro savčí keratiny a proteiny dříve nazývané „cytokeratiny“ se jednoduše nazývají keratiny (kategorie lidského epitelu). Například cytokeratin-4 (CK-4) byl přejmenován na keratin-4 (K4). V klinické praxi jsou však stále běžně označovány jako cytokeratiny.

Typy

Mikrofotografie ukazující nízkomolekulární cytokeratin (LMWCK) barvení meziproduktu trofoblastu ( placentární tkáně ) a endometriálních žláz.

Existují dvě kategorie cytokeratinů: kyselé cytokeratiny typu I a základní nebo neutrální cytokeratiny typu II . V každé kategorii jsou cytokeratiny číslovány v pořadí klesající velikosti, od vysoké molekulové hmotnosti (HMWCK) po nízkou molekulovou hmotnost (LMWCK). Cytokeratiny se obvykle nacházejí v heterodimerních párech kyselých a zásaditých podjednotek podobné velikosti.

Základní CK
(Typ B / Třída II)
Acidic CK
(Type A / Class I)
HMWCK
skvamózní keratiny “
CK-1
CK-2
CK-3
CK-4
CK-5
CK-6
CK-9
CK-10
CK-11
CK-12
CK-13
CK-14
CK-15
CK-16
CK-17
LMWCK
jednoduché keratiny “
CK-7
CK-8
CK-18
CK-19
CK-20

Exprese těchto cytokeratinů je do značné míry specifická pro orgány nebo tkáně. Podskupiny cytokeratinů, které epiteliální buňka exprimuje, závisí především na typu epitelu, okamžiku v průběhu terminální diferenciace a stupni vývoje. Specifický expresní profil cytokeratinu tedy umožňuje identifikaci epiteliálních buněk. Kromě toho to platí také pro maligní protějšky epitelu ( karcinomy ), protože profil cytokeratinu je obecně zachován. Studium exprese cytokeratinu imunohistochemickými technikami je tedy nástrojem obrovské hodnoty, který se široce používá pro diagnostiku a charakterizaci nádorů v chirurgické patologii .

Cytokeratin Stránky
Cytokeratin 4
Cytokeratin 7
Cytokeratin 8
  • Glandulární epitel trávicího, respiračního a urogenitálního traktu, endokrinních a exokrinních buněk, jakož i mezoteliálních buněk
  • Adenokarcinomy pocházející z výše uvedených
Cytokeratin 10
Cytokeratin 13
  • Nekeratinizovaný skvamózní epitel, kromě rohovky
Cytokeratin 14
Cytokeratin 18
  • Glandulární epitel trávicího, respiračního a urogenitálního traktu, endokrinních a exokrinních buněk, jakož i mezoteliálních buněk
  • Adenokarcinomy pocházející z výše uvedených
Cytokeratin 19
  • Epitelie žlázového typu
  • Karcinomy

Nereaguje s hepatocyty a hepatocelulárním karcinomem

Cytokeratin 20
  • Epitelie žlázového typu. Pečetní prsten/kulaté čiré buňky
  • GI stromální nádor ( Krukenberg )

Molekulární biologie

Cytokeratiny jsou kódovány rodinou zahrnující 30 genů. Mezi nimi je 20 epiteliálních genů a zbývajících 10 je specifických pro trichocyty.

Všechny řetězce cytokeratinu se skládají z centrální domény bohaté na α-šroubovici (s 50-90% sekvenční identitou mezi cytokeratiny stejného typu a přibližně 30% mezi cytokeratiny jiného typu) s ne-šroubovicovými N- a C- koncové domény. Α-helikální doména má 310-150 aminokyselin a obsahuje čtyři segmenty, ve kterých se opakuje vzorec sedmi zbytků. Do tohoto opakovaného vzoru jsou první a čtvrtý zbytek hydrofobní a nabité zbytky vykazují střídavou pozitivní a negativní polaritu, což má za následek, že polární zbytky jsou umístěny na jedné straně šroubovice. Tato centrální doména řetězce zajišťuje molekulární zarovnání ve struktuře keratinu a způsobuje, že řetězce tvoří v roztoku stočené dimery.

Sekvence koncových domén řetězců cytokeratinu typu I a II obsahují na obou stranách tyčové domény subdomény V1 a V2, které mají proměnnou velikost a sekvenci. Typ II také představuje konzervované subdomény H1 a H2, zahrnující 36, respektive 20 zbytků. Subdomény VI a V2 obsahují zbytky obohacené o glyciny a/nebo seriny, přičemž první z nich poskytuje řetězci cytokeratinu silný nerozpustný charakter a usnadňuje interakci s jinými molekulami. Tyto koncové domény jsou také důležité při definování funkce cytokeratinového řetězce charakteristického pro konkrétní typ epiteliálních buněk.

Dva dimery skupiny cytokeratinu na keratinový tetramer antiparalelní vazbou. Tento cytokeratinový tetramer je považován za hlavní stavební kámen řetězce cytokeratinu. Spojením cytokeratinových tetramerů od hlavy k ocasu vznikají protofilamenta, která se zase proplétají v párech za vzniku protofibril. Čtyři protofibrily dávají místo jednomu cytokeratinovému vláknu.

Cytokeratinová vlákna v lidské epiteliální buňce

Buněčná biologie

V cytoplazmě se keratinová vlákna vzájemně laterálně spojují a vytvářejí svazky o poloměru ~ 50 nm. Poloměr těchto svazků je dán souhrou elektrostatického odpuzování s dlouhým dosahem a hydrofobní přitažlivosti krátkého dosahu. Tyto svazky keratinu pokrývají složitou síť, která sahá od povrchu jádra k buněčné membráně. Na vzniku a udržování takové struktury se podílí řada pomocných proteinů.

Toto spojení mezi plazmatickou membránou a jaderným povrchem poskytuje důležité důsledky pro organizaci cytoplazmy a buněčných komunikačních mechanismů. Kromě relativně statických funkcí poskytovaných z hlediska podpory jádra a zajištění pevnosti v tahu buňky procházejí sítě cytokeratinů rychlou depolymerizací zprostředkovanou výměnou fosfátů, což má důležité důsledky pro dynamičtější buněčné procesy, jako je mitóza a post-mitotická perioda, buňka pohyb a diferenciace .

Cytokeratiny interagují s desmozomy a hemidesmozomy, čímž spolupracují na adhezi buňka-buňka a spojení pojivové tkáně s bazálními buňkami.

Tyto meziprodukty vlákna z eukaryotické cytoskeletu , které cytokeratiny jsou jedním ze tří komponent, které byly zkoumány spojovat také s ankyrin a spektrinu proteinový komplex sítě, která je základem buněčná membrána.

Reference

externí odkazy