Zelladhäsionsmolekül

Zelladhäsionsmoleküle ermöglichen Zellen wichtige transmembranäre Signale für die Migration, Wachstum und der Differenzierung zu erhalten. Besonders für folgende Zelltypen sind sie von Bedeutung:

• migrierende Zellen (Leukozyten, dendritische Zellen)
• Liganden exprimierende Zellen (Endothelzellen)
• residente Zellen (Endothelzellen)

Bei inflammatorischen und immunologischen Reaktionen übernehmen Zelladhäsionsmoleküle die Vermittlung von Migrations- und Zelladhärenzvorgängen. Dazu gehört z.B. die Interaktion der Antigen-präsentierenden Zellen mit der T-Zelle, wie z.B. die Bindung von Leukozyten an die Endothelzellen der Gefäßwand.

Zelladhäsionsmoleküle weisen zudem eine gewebs- und zellspezifische Eigenschaft auf, um über Adhäsion die Emigration bestimmter Zellen in bestimmte Areale zu vermitteln. Das bedeutet, ihre komplementären Liganden sind auf Endothelzellen, in Geweben oder Antigen-präsentierenden Zellen lokalisiert.

Beim homophilen Kontakt (zwischen zwei Zellen gleicher Art) ermöglichen Zelladhäsionsmoleküle die Bildung von Geweben, bis hin zur Organbildung. Auch heterophile Kontakte sind möglich, wie zu Beispiel bei der Leukodiapedese mittels Selektin (Adhäsionsmolekül) und ICAM-1 (Integrin, an welches sich Selektin heftet).

Zelladhäsionsmoleküle können aufgrund ihrer unterschiedlichen Struktur in vier Gruppen unterteilt werden:

• Integrine
• Selektine
• Cadherine
• Proteine der Immunglobulin-Superfamilie

Integrine bestehen aus zwei in der Membran verankerten Peptidketten (α- und β-Ketten), die untereinander binden können. Dabei werden verschiedene Familien an Integrinen unterschieden.

β₁-Integrine sind auf vielen Gewebezellen, aber auch hämatopoetischen Zellen repräsentiert. Die Zellen binden über β₁-Integrine an die extrazellulären Matrixproteine, wie z.B. Kollagen, Fibronectin und Elastin.

Die Vermittlung von Gewebskonstitution, der Embryogenese und der Zelladhärenz wird durch die β₂-Integrine übernommen. Sie ermöglichen eine sehr feste Bindung der Zellen an das Endothel und vermitteln die Transmigration von Leukozyten in inflammatorische Gewebe. Die Expression von β₂-Integrinen wird sehr schnell bei Bedarf hochreguliert.

Synonym werden Selektine auch als "leukocyte endothelial cell-cell adhesion molecules" bezeichnet. Es sind transmembrane Glykoproteine, deren Liganden sialinhaltige Oligosaccharide sind. Sie übernehmen die Leukozyten-Endothel-Bindung, aber im Gegensatz zu Integrinen mit geringerer Affinität. Der Fluss der Transmigration über das Endothel ist dadurch gebremst. Dieser Vorgang wird als sogenanntes "rolling" bezeichnet.

ICAM-1 und VCAM-1 sind Proteine der Super-Immunoglobulinfamilie. Sie sind Oberflächenproteine u.a. auf Endothelzellen, Leukozyten und interagieren mit Integrinen. Sie vermitteln z.b. das "rolling" von Monozyten über das Endothel in die Intima der Gefäßwand während der Atherogenese.