세포간 상호작용(cell-cell interaction)

 

 다세포 생물이 정상적으로 발생하고 기능을 하기 위해서는 세포-기질 간의 상호작용 못지않게 세포와 세포 사이의 상호작용도 중요합니다. 세포 간 상호작용은 백혈구와 염증 부위의 조직 세포 사이에 일어나는 것처럼 일시적인 경우도 있습니다. 그러나 조직 내 세포 구조를 유지하기 위해서 세포와 세포 사이의 긴밀한 연락이 반드시 필요한 경우도 있습니다 예를 들어 상피세포층이 와해되지 않으려면 그 구성 세포들 사이의 연접이 안정적으로 유지되어야만 합니다. 식물 세포는 주로 세포벽을 통하여 주변의 세포들과 연합하지만 때로는 원형질막 사이에 직접적인 연접을 형성하여 세포 간의 상호작용을 조절합니다.

 

 

 

부착 연접

 

 세포간 부착(cell-cell adhesion)에서 주어진 한 세포는 특정한 종류의 세포에만 부착합니다. 이 사실은 배발생 과정에서 명확하게 드러나는데, 예를 들어 간세포는 뇌세포와는 달라붙지 않고 다른 간세포에만 달라붙습니다. 이러한 선택은 세포 표면에 존재하는 세포 부착 물질들을 통하여 이루어지며, 이들은 크게 4종류, 즉 selcetin, 인테그린, immunoglobulin (Ig) superfamily, 그리고 cadherin으로 분류합니다. 이중 selectin과 인테그린 그리고 cadherin을 통한 세포 부착은 ca2+나 Mg2+ 또는 Mn2+를 필요로 합니다.

 

@ cell adhesion molecules

 

 

 

 Selectin은 백혈구와 혈관 상피세포 또는 백혈구와 혈소판 사이에서 일시적인 상호작용을 매개하는 부착 단백질입니다. 이들은 크게 세 종류로 나뉘는데, 바로 백혈구가 발현하는 L-selectin, 혈관 상피세포에서 만들어지는 E-selectin, 그리고 혈소판에서 생성되는 P-selectin입니다. Selectin의 주요 기능 중 하나는 혈액을 타고 이동하던 백혈구가 염증이 일어난 조직 속으로 들어갈 때 이들이 혈관 상피세포에 달라붙는 것을 도와주는 것입니다. 일단 selectin에 의하여 혈관에 부착된 백혈구는 그 표면의 인테그린과 상피세포 표면에 있는 Ig superfamily 단백질, 즉 세포 간 부착 분자 사이에 보다 강력한 결합이 형성되면서 모세혈관 벽을 뚫고 조직 속으로 침투할 수 있게 됩니다.

 

인테그린과 ICAM처럼 두 종류의 서로 다른 분자가 서로 결합하는 것을 이질적 결합(heterophilic interaction)이라고 합니다. Ig superfamily에 속한 부착단백질 중에는 한 종류의 단백질이 각기 다른 세포 표면에 발현되어 서로 결합하는 동질적 결합(homophilic interaction)을 유도하는 것들도 있습니다. 동질적 결합은 같은 종류의 세포들이 함께 모여야 할 때 유용합니다.

 

Cadherin은 배발생 과정에서 특정 세포들을 한 곳에 모으거나 신경세포 사이에 시냅스를 형성하는 역할을 담당하며 조직 내에서 세포 사이에 안정적인 연접을 유지하는 데 가장 중요한 인자입니다. Cadherin 그룹에 속하는 80여 종의 부착 단백질들은 모두 공통적으로 세포 바깥쪽에 동질적 결합에 필요한 구조를 가지고 있습니다. 예를 들어 상피세포 표면에 발현되는 E-cadherin은 동질적 상호작용을 통하여 상피 세포 간의 선택적 결합을 돕습니다. E-cadherin이 만들어지지 않으면 상피세포에서 암 조직이 생겨난다는 사실은 세포 부착 단백질의 기능이 얼마나 중요한지를 잘 나타내 줍니다. 마찬가지로 N-cadherin과 P-cadherin은 가기 신경과 태반 조직에서 같은 종류 세포들 사이의 연접에 관여하는 부착 단백질입니다. 이들은 다시 세분하여 classic cadherin, desmosomal cadherin, fat-like cadherin, 그리고 seven transmembrane cadherin 등의 작은 그룹으로 나누기도 하는데, 각 소그룹마다 막관통 및 세포질 부위의 구조가 조금씩 다릅니다.