Abstract

Celler er normalt omgivet af den ekstracellulære matrix (ECM), og cellernes adhæsion til ECM er et vigtigt skridt i deres migration gennem væv. Integriner er vigtige receptorer for ECM og danner strukturer kaldet fokale adhæsioner (FA’er). Dannelse og nedbrydning af FA’er reguleres dynamisk under cellemigrationen. Adhæsion til ECM er hovedsageligt blevet undersøgt ved hjælp af celler, der er dyrket på et ECM-belagt substrat, hvor hastigheden af cellemigrationen bestemmes af omsætningen af FA’er. De molekylære begivenheder, der ligger til grund for nedbrydningen af FA’er, er imidlertid mindre godt forstået. Vi har for nylig identificeret både en ny regulator for denne nedbrydningsproces og dens interaktionspartnere. Her opsummerer vi vores forståelse af FA-afmontering ved at fokusere på de proteiner, der er involveret i denne proces.

1. Introduktion

Cellers adhæsion til ECM er nøglen til regulering af cellulær morfologi, migration, proliferation, overlevelse og differentiering . Disse funktioner er uundværlige under udviklingen og for opretholdelse af vævsarkitektur og induktion af vævsreparation. Integriner er de fremherskende receptorer, der formidler celleadhæsion til komponenterne i ECM . Integriner udtrykkes på celleoverfladen som heterodimere bestående af ikke-kovalent associerede α- og β-subenheder. Begge underenheder er transmembranproteiner af type I, der både indeholder et stort ekstracellulært domæne, som er ansvarligt for binding til ECM-ligander, og en cytoplasmatisk del (CP), der rekrutterer flere intracellulære proteiner. 18 forskellige α- og 8 β-underenheder er blevet karakteriseret hos pattedyr, og 24 forskellige integrin-heterodimere er indtil videre blevet identificeret . Hvert integrin genkender en særskilt ECM-ligand. Som sådan fungerer repertoiret af integriner, der udtrykkes på overfladen af en bestemt celle, som en sensor af ECM-miljøet .

Fasthæftning af celler til ECM-komponenter inducerer klynge af integriner på celleoverfladen. De cytoplasmatiske dele af de grupperede integriner fungerer derefter som en platform for rekruttering af cellulære proteiner såsom adaptor/scaffold- og signalproteiner til den indre overflade af plasmamembranen, hvor de danner strukturer kaldet fokale adhæsioner (FA’er) (Figur 1) . Adaptor/scaffold-proteinerne i FA’er, såsom talin, paxillin, tensin, p130Cas og α-actinin, giver stærke bindinger til actincytoskelettet og forbinder derved cellerne fast til ECM . Denne binding gør det muligt at generere den spænding, der er nødvendig for at ændre cellens morfologi, og den trækkraft, der er nødvendig for at flytte cellekroppen under migration. Desuden rekrutteres flere signalproteiner, herunder kinaser og fosfataser, til FA’er, hvor de overfører signaler fra ECM til cellulære veje, der kontrollerer proliferation, overlevelse og migration . Især to velkarakteriserede tyrosinkinaser, focal adhesion kinase (FAK) og Src, spiller en central rolle i integrin-medierede signalkaskader . Da integriner ikke har nogen iboende enzymatisk aktivitet, overfører disse tyrosinkinaser signaler fra FA’er til det cellulære maskineri ved at fosforylering af flere integrin-associerede proteiner . Således fungerer både FAK og Src som molekylære kontakter, der udløser en række cellulære reaktioner via FA-komplekser. Der findes mange fremragende oversigter, der diskuterer, hvordan integrin-medierede signaler regulerer cellulær adfærd .

Figur 1

Integrin-medieret celleadhæsion til ECM. (a) Suspenderede celler hæfter sig til overfladen af ECM via integriner. Nogle af de spirende adhæsionskontakter vokser og danner modne fokale adhæsioner (FA’er). (b) Integriner fungerer som en heterodimer bestående af α- og β- kæder. (c) De cytoplasmatiske dele af integriner rekrutterer flere cellulære proteiner og danner tværbundne platforme til regulering af både actincytoskelettet og signaltransduktion.

Processen med celleadhæsion til ECM er blevet undersøgt ved at sætte celler på et ECM-belagt substrat i kultur . Disse analyser bidrog til at klarlægge processen for cellernes indledende tilhæftning til ECM og dannelsen af integrin-medierede celleadhæsionsstrukturer. Cellerne skal imidlertid også løsne sig fra ECM under migrationen, og mekanismen og reguleringen af adskillelsen af celleadhæsionsstrukturerne er mindre velundersøgt. I modsætning til de fleste oversigtsartikler, der diskuterer celleadhæsion, fokuserer vi her på vores forståelse af omsætningen af FA-komplekser under cellemigration.

2. Adhæsion af celler gennem dannelse af fokale adhæsionsstrukturer

Celler hæfter sig til ECM via integriner og danner FA-komplekser som diskuteret andetsteds . Talrige proteiner er involveret i integrin-medieret celleadhæsion, og disse proteiner betegnes kollektivt som adhesome . Blandt sidstnævnte er talin en vigtig regulator af det første trin i FA-samlingen . Talin indeholder to unikke domænestrukturer, hoved- og stangdomænerne . Hoveddomænet formidler binding til CP af β-underenheden af integrin, mens stavdomænet indeholder flere bindingssteder for adhesomeproteiner, herunder et for CP af β-integrin, to steder for actin og flere steder for vinculin . Desuden danner talin en dimer gennem sin carboxy-terminale helix og tjener således som en central platform til at udvide intracellulære strukturelle rammer, der formidles af protein-protein-interaktioner. Bindingen af talin til integrin stabiliserer den ligand-inducerede klynge af sidstnævnte i et indledende trin af FA-dannelsen ved at formidle tværbinding af integriner med filamentøst actin (F-actin) og F-actin-bindende proteiner såsom vinculin og α-actininin (Figur 3(a)) . Denne indledende struktur, kaldet den nascent FA, er umoden og ofte kortvarig . Nogle af de nascent FA’er vokser imidlertid og danner modne FA’er, der kræver aktinbaseret spænding reguleret af den lille GTPase Rho og dens effektor ROCK .

3. Regulering af Focal Adhesion Complexes under Cell Migration

Stimulering af dannelsen af FA-komplekser forbedrer cellernes adhæsion til ECM, hvilket giver anledning til celler med en spredt morfologi (Figur 2(i)). I modsætning hertil reducerer destabilisering af FA’er adhæsionen til ECM og giver anledning til kugleformede ikke-adhærente celler (figur 2(ii)). Under cellemigrationen på et substrat griber FA’erne fat i ECM’en for at generere de kræfter, der er nødvendige for at trække cellekroppen fremad. Efterfølgende skal cellerne frigøre sig fra ECM’en for at kunne fortsætte cellebevægelsen. Cellens retningsbestemte migration kræver således en kontinuerlig, koordineret dannelse og omsætning af FA’er ved cellelegemets forkant og frigørelse af denne fastgørelse bagtil (figur 2(iii)) . Gruppering af integriner er det indledende trin i celleadhæsionen og stabiliseres for at danne FA’er ved at knytte sig til aktinstressfibre i en proces, der reguleres af Rho/ROCK . Derimod udløser udvidelse af mikrotubuli til FA’er deres adskillelse og fremkalder den efterfølgende internalisering af integriner fra celleoverfladen . Derfor reguleres samling og adskillelse af FA’er af forskellige mekanismer. Selv om de internaliserede integriners skæbne endnu ikke er blevet fastlagt, har flere undersøgelser rapporteret om transport af internaliserede integriner fra den bageste til den forreste kant af cellekroppen via intracellulær vesikeltrafik . Denne genanvendelse af integriner kan bidrage til retningsbestemt cellemigration.

Figur 2

Dannelse og omsætning af FA’er under cellemigration. Dannelsen og omsætningen af FA’er er afgørende for cellernes adhæsion til ECM. Et højere forhold mellem dannelse i forhold til omsætning fører til stabil adhæsion (i). På den anden side fører et højere forhold mellem omsætning i forhold til dannelse til ustabil adhæsion (ii). Under cellemigration er både hurtig dannelse og omsætning af FA’er nødvendig ved den forreste kant af cellemigrationen, mens omsætningen af FA’er er fremherskende bagtil (iii).

4. Faktorer, der er involveret i afmontering af FA’er

De molekylære begivenheder, der fører til afmontering af FA’er, er endnu ikke velforstået, selv om der for nylig er akkumuleret noget fragmentarisk viden . Vigtigst af alt er det blevet fastslået, at mikrotubuli (MT’er) spiller en afgørende rolle i forbindelse med at fremkalde FA-desassemblering . MT’er strækker sig til FA’er og udløser adskillelsesprocessen. I den sidste fase medieres internaliseringen af integriner af dynamin, en GTPase, der regulerer endocytose, og FAK er involveret i rekruttering af dynamin i FA’er (opsummeret i figur 3(b)).

I de følgende afsnit opsummerer vi de proteiner, der er involveret i adskillelse og forbinder deres involvering i denne proces for at generere en mere koordineret model for adskillelse baseret på de seneste resultater. Forskellige disassembleringsfaktorer og deres domænestrukturer er skematisk illustreret i figur 4.

Figur 4

Domænestrukturer af FA-disassembleringsfaktorer. FAK: FERM (protein 4.1, ezrin, radixin og moesin homologi), PR (prolin-rigt motiv), FAT (focal adhesion targeting), pY (fosforyleret tyrosin), Dynamin: PH (pleckstrin homologi), GED (GTPase-effektordomæne), PTP-PEST: PR (prolin-rigt motiv), SHP-2: SH2 (src homologi 2-domæne), PTP-1B: PR (prolinrigt motiv), ERTD (endoplasmatisk retikulum-targeting-domæne), m-Calpain: I (mulig autoinhibitorisk region), IIa og IIb (protease-domæne), III (formodede phospholipidbindingssteder) og IV (regionen, der indeholder 4 EF-hand-motiver), ZF21: FYVE (Fab1, YOTB, Vac1 og EEA1), PH-like (pleckstrin homology-like).

4.1. Mikrotubuli

MTM’ernes betydning for FA’s adskillelse er blevet påvist ved hjælp af nocodazol, som afbryder polymeriserede MT’er i celler, der klæber til ECM . Udsættelse af celler for nocodazol stabiliserer FA-strukturer ved at forhindre deres disassemblering og forbedrer derved cellernes adhæsion til ECM. Fjernelse af lægemidlet fra kulturmediet indleder en synkron nedbrydning af FA’er og genoprettelse af MT-strukturer . Anvendelsen af dette lægemiddel giver os således mulighed for at analysere FA-demonteringsprocessen uafhængigt af FA-dannelsen. Tyrosinfosforylering af proteiner i FA’er stiger efter eksponering for nocodazol og falder hurtigt efter fjernelse af stoffet. Udvidelse af MT’er til FA’er er blevet observeret ved levende billedmikroskopi, og målretning af MT’er til FA’er synes at udløse FA-disassemblering . Da MT-motorproteinet, kinesin-1, er blevet impliceret i reguleringen af MT-induceret FA-demontering , kan MT’er levere demonteringsfaktorer til FA’er på en kinesin-1-afhængig måde.

Da udvidelse af MT’er til FA’er udløser frigørelse af celleadhæsion og fremmer cellemigration, er det af interesse, hvordan målretning af MT’er til FA’er reguleres under induktion af cellemotilitet. Faktisk regulerer Rho-familiens GTPaser indfangning og stabilisering af forlængede MT’er til cellecortex via deres nedstrøms effektorer, og MT’er til gengæld er blevet vist at påvirke aktiviteten af Rho GTPaser . Selv om det ikke er præcist klart, hvordan MT’er målretter FA’er, spiller aktinfilamenter formodentlig en rolle.

4.2. Kinesin-1

Kinesin-1 er et medlem af kinesin-superfamilien af motorproteiner og er også kendt som konventionel kinesin . Kinesin-1 spiller en afgørende rolle i proteintrafikken langs polymeriserede MT’er i retning af plusenden af sidstnævnte. Hæmning af kinesin-1 i Xenopus fibroblaster, enten ved hjælp af et specifikt antistof eller tvungen ekspression af en dominant-negativ mutant, fører til stabilisering af FA’er ledsaget af en stigning i deres størrelse og en reduktion i deres antal, som det blev set i celler udsat for nocodazol . Disse resultater tyder på, at kinesin-1-aktivitet er nødvendig for omsætningen af FA’er. Selv om nocodazol hæmmer polymeriseringen af MT’er, påvirker hæmning af kinesin-1-aktivitet hverken målretning af MT’er til FA’er eller polymerisationsdynamikken af MT’er . Dette tyder på, at FA-afmonteringsfaktorer transporteres langs MT’er på en kinesin-1-afhængig måde.

4.3. Focal Adhesion Kinase

FAK er involveret i både modning og omsætning af FA’er . FAK-mangel har imidlertid en større virkning på disassemblering end på dannelse af FA’er, hvilket giver anledning til en reduceret hastighed af FA-omsætning, der fører til en stigning i niveauet af FA’er i steady-state . FAK indeholder et N-terminalt FERM-domæne (protein 4.1, ezrin, radixin og moesin homologi), et centralt kinase-domæne og et COOH-terminalt FAT-domæne (focal adhesion-targeting), som illustreret i figur 4. FERM-domænet findes i mange proteiner og formidler protein-protein-interaktioner . FAK FERM-domænet er blevet vist at binde CP af integrin β1 og vækstfaktorreceptorer . Nylige strukturanalyser af FERM-domænet har vist, at det binder den katalytiske kløft i kinasedomænet . Denne intramolekylære interaktion forhindrer autofosforylering af Tyr397, som er en forudsætning for den successive fosforylering af FAK af Src. Autofosforylering af FAK ved Tyr397 er forhøjet i meget bevægelige og invasive kræftceller . Src binder sig til den fosforylerede Tyr397 og fosforylerer yderligere flere tyrosinrester i FAK, herunder Tyr576 og Tyr577 i kinase-domænet, Tyr861 mellem kinase- og FAT-domænet og Tyr925 i FAT-domænet . Fosforylering inden for kinasedomænet er afgørende for fuld kinaseaktivitet. Fosforyleret Tyr861 formidler FAK’s interaktion med talin og paxillin . Fosforylering ved Tyr925 er nødvendig for FAK’s interaktion med Grb2 . Binding af Grb2 til FAK bidrager til at rekruttere dynamin til FA’er . Dette ternære kompleks er ansvarlig for internalisering af integriner og inducerer derved omsætning af FA’er . FAK’s rolle under afmontering af FA er imidlertid ikke så enkel. Mens pTyr397 FAK er nødvendig for rekruttering af dynamin, induceres dets dephosphorylering efter udvidelse af MT’er til FA’er, og dette er et nødvendigt skridt for den successive adskillelse af FA’er . FAK er således en central regulator for dannelsen og nedbrydningen af FA’er og for transmissionen af integrinmedierede signaler. Ikke desto mindre har FAK-mangel kun en ringe virkning på FA-dannelsen, men det er ikke desto mindre blevet vist, at FA’er stabiliseres. FAK’s roller under FA-dannelsen kan muligvis varetages af andre redundante kinaser eller faktorer, der rekrutteres til FA’er.

4.4. Dynamin

Dynamin er en GTPase, der blev identificeret som et MT-bindende protein . Der er blevet identificeret tre uafhængige dynamingener. Dynamin I udtrykkes specifikt i neuroner, og Dynamin III udtrykkes udelukkende i testikler, lunge og hjerne, mens Dynamin II udtrykkes ubiquitært . Den domænestruktur, der er fælles for dynaminerne, er vist i figur 4. Dynamin er påkrævet for internalisering af integriner under MT-afhængig FA-omsætning . Dynamins carboxylterminus indeholder et prolin-rigt (PR)-motiv, som er uundværligt for samling af et ternært kompleks med FAK og Grb2 . PR-motivet i dynamin interagerer også med MT’er. Dynaminer, der rekrutteres til den indre overflade af cellemembranen, samles i en ring omkring FA’er og indleder internaliseringen af integriner, når FA’erne er tilstrækkeligt adskilte. FAK-mangel reducerer markant ophobningen af dynamin omkring FA’er . Interaktion mellem tubulinpolymeren og dynamin øger markant sidstnævntes GTPase-aktivitet, selv om den fysiologiske betydning af dette er uklar .

4.5. Fosfataser

Et specifikt sæt af proteintyrosinfosfataser medierer defosforylering af FAK ved Tyr397 efter forlængelse af MT’er til FA’er . Disse omfatter PTP-PEST, SHP-2 og PTP-1B. Det er imidlertid ikke klart, om afmontering af FA kræver samordnet virkning af alle tre fosfataser, eller om virkningen af en enkelt fosfatase er tilstrækkelig, afhængigt af den cellulære kontekst.

PTP-PEST er kendt for at regulere celleadhæsion og migration (Figur 4) . Som Zheng et al. har rapporteret, defosforylerer PTP-PEST FAK ved Tyr397 ved aktivering af et onkogent Ras-induceret signal . Ras inducerer aktivering af ERK via Fgd1-Cdc42-PAK1-MEK1-kaskaden, hvilket i sidste ende resulterer i interaktion mellem FAK og PTP-PEST. Aktiveret ERK fosforylerer FAK ved Ser910, og den fosforylerede Ser910 og den tilstødende Pro911-rest tjener som bindingssted for peptidyl-prolyl cis/trans isomerase (PIN1). PIN1 stimulerer bindingen af FAK til PTP-PEST på en måde, der er afhængig af PIN1’s isomeraseaktivitet, selv om den nøjagtige rolle af isomeraseaktiviteten ikke er klarlagt. PTP-PEST defosforylerer derefter pTyr397 . Det er interessant, at substitution af FAK Tyr397 med Phe fremmer metastase af v-H-Ras-transformerede rottefibroblaster.

SHP-2 kan også affosforylerer FAK ved Tyr397 . SHP-2 indeholder to SH2-domæner ved sin N-terminus (Figur 4), og den N-terminale mest af de to virker som en intramolekylær inhibitor af fosfataseaktiviteten . Denne hæmning kan ophæves af Gab2, et pleckstrin homology (PH)-domæne-holdigt docking-protein . Gab2 binder det N-terminale SH2-domæne og eksponerer phosphatase-domænet af SHP-2 ved at frigøre den intramolekylære hæmning . Mangel på SHP-2 i dyrkede celler øger antallet af FA’er og forringer cellemigrationen . Disse resultater minder om fænotypen af FAK-deficiente celler. Der er imidlertid ingen klare beviser for, at SHP-2 lokaliseres til FA’er under deres omsætning. SHP-2 rekrutteres muligvis til FA’er ved at interagere med de fosforylerede tyrosiner i Gab2 via sine to SH2-domæner.

Der findes flere substrater for PTP-1B i FA’er, herunder FAK, Src og α-actinin . PTP-1B er en kompliceret regulator af FAK. Den medierer direkte defosforylering af pTyr397 , men kan også fremme fosforylering af den samme tyrosinrest ved Src . Som Zhang rapporterede, spiller α-actinin en nøglerolle i PTP-1B’s dobbelte funktioner . α-Actininin fosforyleret ved Tyr12 fremmer dissociering af Src bundet til FAK ved pTyr397 . Dette gør det muligt for PTP-1B at defosforylerer den eksponerede pTyr397. På den anden side kan PTP-1B affosforylering af α-actinin pTyr12 for at øge den α-actinin-fri Src-pulje, som derefter er tilgængelig til fosforylering af FAK. Samtidig kan PTP-1B aktivere Src ved at defosforylerer Src pTyr527, hvilket medierer intramolekylær hæmning af Src-aktiviteten. Samlet set forbedrer defosforylering af FAK af PTP-1B den efterfølgende fosforylering af FAK af Src. Disse funktioner af PTP-1B kan spille roller i den dynamiske omsætning af FAK under dynamisk celletilknytning snarere end blot ved at fremme løsrivelse.

4.6. m-Calpain

m-Calpain, også kendt som Calpain-2, er et medlem af calpain-familien af intracellulære calciumafhængige proteaser . Den består af fem funktionelt og strukturelt adskilte domæner. Domæne I er et muligt autoinhiberende område, og det spaltes af ved autolyse. Domæne II er et katalytisk domæne, der består af to opdelte subdomæner (IIa og IIb), som er forbundet med en løkke, der kaldes den katalytiske kløft. Domæne III er et formodet reguleringsområde for proteaseaktiviteten, og det indeholder phospholipidbindingssteder. Domæne IV indeholder fire EF-hand-motiver, der er nødvendige for at binde calcium.

m-Calpain har vist sig at regulere omsætningen af FA’er ved at kløve flere FA-relaterede proteiner såsom talin, FAK og paxillin . Talin er et veletableret substrat for m-Calpain under omsætningen af FA’er . m-Calpain kløver et sted mellem hoved- og stavdomænerne og udløser derved strukturel nedbrydning af FA-rammen . FAK spaltes også af m-Calpain mellem de to C-terminale PR-domæner . Nedbrydning af FA’er ved hjælp af m-Calpain kræver også MT’er . Selv om MT’ernes præcise rolle i m-Calpains nedbrydning af FA’er er uklar, spiller ZF21 formodentlig en rolle, som forklaret i næste afsnit . FAK kan binde både ERK/MAPK og m-Calpain, og det kan være en platform, hvor m-Calpain kan aktiveres af ERK/MAPK . Spaltning af FA’s komponenter af m-Calpain letter formodentlig internalisering af integriner ved at afbryde den indbyrdes forbundne store struktur af FA’er .

4.7. ZF21

ZF21 indeholder et FYVE-domæne, som binder til phosphatidylinositol-3-fosfat, der er beriget i lipidlagene i plasmamembraner. Selv om der findes 38 FYVE-domæneholdige proteiner hos pattedyr, har de ikke nødvendigvis fælles domænestrukturer eller funktioner . ZF21 tiltrak sig oprindeligt vores opmærksomhed som en mulig interaktionspartner for den cytoplasmatiske hale af metalloproteinasen af membrantypen, MT1-MMP, men det blev senere fastslået, at det var en regulator af FA-omsætningen . ZF21 udtrykkes næsten ubiquitært i forskellige typer af adhæsive celler. FYVE-domænet af ZF21 er placeret i midten af proteinet, og proteinets C-terminale område indeholder en ny proteinfold, der ligner PH-domænet, men mangler de positivt ladede aminosyrer, der er nødvendige for at binde fosfolipid . Det er interessant, at ZF21 binder flere FA-afmonteringsproteiner, herunder FAK, β-tubulin, m-Calpain og SHP-2 . FYVE-domænet af ZF21 binder FAK, og det PH-lignende domæne binder β-tubulin. Næsten hele ZF21-polypeptidkæden er nødvendig for at binde m-Calpain og SHP-2. Substitution af FYVE-domænet af ZF21 med et tilsvarende domæne afledt af EEA1, et andet medlem af de FYVE-domæneholdige proteiner, ophæver dets evne til at binde FAK og ophæver dets evne til at formidle MT-induceret FA-afmontering .

Knockdown af ZF21-ekspression i celler forhindrer MT-induceret FA-afmontering samt afmonteringsrelaterede begivenheder, såsom dephosphorylering af FAK ved pTyr397 og internalisering af integriner . Binding af ZF21 til FAK er vigtig for reguleringen af FA disassemblering, fordi substitution af FYVE-domænet med EEA1’s domæne ophæver både FAK-binding og FA-disassemblering . Det PH-lignende domæne er også uundværligt for ZF21’s aktivitet . Samlet set tyder disse resultater på, at ZF21 associerer sig med endosomale vesikler, der bevæger sig på MT’er, via et samspil mellem FYVE-domænet og fosfatidylinositol-3-fosfat i vesikelmembranen. Det PH-lignende domæne, som formidler en interaktion med β-tubulin, kan være med til at stabilisere ZF21’s interaktion med MT’er og derefter køre på vesikler. ZF21’s evne til at binde SHP-2 og m-Calpain kan lette transporten af sidstnævnte til FA’er via vesikler, der er lastet på MT’er (Figur 5). Ved målretning af MT’er til FA’er kan ZF21 overføres til FA’er, da den kan binde FAK, og den ZF21, der overføres til FA’erne, kan efterfølgende forankre MT’erne til FA’erne. Gab2 i FA’er kan lette defosforyleringen af FAK ved hjælp af SHP-2, der bæres ind på MT’erne. Disse hændelser efterfølges formentlig af nedbrydning af FA-komponenterne ved hjælp af m-Calpains proteolytiske aktivitet.

Figur 5

En model for rekruttering af nedbrydningsfaktorer til FA’er. I denne model transporterer ZF21 FA-afmonteringsfaktorer via intracellulær vesikletransport på MT’er. ZF21 associerer sig med endosomale vesikler ved at binde sig til phosphatidylinositol-(3)-phosphat via sit FYVE-domæne. m-Calpain og SHP-2 kan læsses på ZF21, der transporteres af vesiklerne. ZF21 kan også findes i FA’er ved at interagere med FAK, og ZF21’s evne til at binde β-tubulin kan fungere som en dockingfunktion for de forlængede MT’er i FA’er for at aflaste de transporterede faktorer på bestemmelsesstedet.

Betydningen af ZF21 for cellemigration gav os et fingerpeg om at forstå dens rolle i FA-omsætningen . Knockdown af ZF21-ekspression ved shRNA i kræftceller inducerede cellespredning på ECM og undertrykte cellemigration. Integrin-medieret celleadhæsion og migration er vigtig under kræftcellers invasion og metastase, selv om FA-lignende strukturer ikke tydeligt kan genkendes i de fleste celler, der er omgivet af ECM. Faktisk undertrykker knockdown af ZF21-ekspression i humane mammacarcinomceller MDA-MB231 celler metastatisk kolonidannelse i lungen efter injektion af cellerne i halevenen hos mus . Det er imidlertid muligt, at ZF21 regulerer kræftcellers metastase ved hjælp af mekanismer, der er forskellige fra reguleringen af omsætningen af FA’er.

5. Konklusion

Vores forståelse af mekanismen for FA-omsætning er fortsat fragmentarisk. De mekanismer, der styrer cellernes migration som følge af reguleret adhæsion, er imidlertid afgørende for forståelsen af kræftcellers invasion og metastase. Omsætning af FA’er indledes ved udvidelse af MT’er til FA’er og afsluttes ved internalisering af integriner fra celleoverfladen. Adskillige faktorer er blevet inddraget i processen med afmontering af FA’er. Især den for nylig identificerede ZF21 har kastet lys over denne proces på grund af dens evne til at binde flere proteiner, der er involveret i afmontering af FA’er. Det er værd at bemærke, at FA’er ikke observeres i celler, der er dyrket i et kollagengitter, hvilket indikerer, at tilstedeværelsen af integrin-baserede celleadhæsionsstrukturer afhænger af, om cellerne klæber til en stiv overflade (2D) eller er indlejret i en 3-dimensionel ECM (3D) . Avancerede billeddannelsesteknologier er kraftfulde redskaber til at belyse de dynamiske roller, som FA-afbrydelsesfaktorer spiller under cellemigration og invasion.