CD31

PECAM1
PDBに登録されている構造
PDBオルソログ検索: RCSB PDBe PDBj
PDBのIDコード一覧

2KY5, 5C14

識別子
記号PECAM1, CD31, CD31/EndoCAM, GPIIA', PECA1, PECAM-1, endoCAM, platelet and endothelial cell adhesion molecule 1, PCAM-1
外部IDOMIM: 173445 MGI: 97537 HomoloGene: 47925 GeneCards: PECAM1
遺伝子の位置 (ヒト)
17番染色体 (ヒト)
染色体17番染色体 (ヒト)[1]
17番染色体 (ヒト)
PECAM1遺伝子の位置
PECAM1遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点64,319,415 bp[1]
終点64,413,776 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス)
11番染色体 (マウス)
染色体11番染色体 (マウス)[2]
11番染色体 (マウス)
PECAM1遺伝子の位置
PECAM1遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点106,545,043 bp[2]
終点106,641,454 bp[2]
RNA発現パターン




さらなる参照発現データ
遺伝子オントロジー
分子機能 血漿タンパク結合
protein homodimerization activity
細胞の構成要素 integral component of membrane
platelet alpha granule membrane
脂質ラフト
細胞結合
細胞膜
エキソソーム

細胞外空間
secretory granule membrane
細胞質
external side of plasma membrane
smooth muscle contractile fiber
cell-cell contact zone
細胞周辺
生物学的プロセス 白血球の血管外遊出
glomerular endothelium development
platelet degranulation
細胞接着
extracellular matrix organization
cell recognition
leukocyte migration
シグナル伝達
食作用
好中球脱顆粒
leukocyte cell-cell adhesion
neutrophil extravasation
cell-cell adhesion via plasma-membrane adhesion molecules
血管新生
endothelial cell morphogenesis
homophilic cell adhesion via plasma membrane adhesion molecules
Rho protein signal transduction
regulation of cell migration
monocyte extravasation
傷の治癒
positive regulation of tyrosine phosphorylation of STAT protein
endothelial cell migration
endothelial cell-matrix adhesion
出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
ヒトマウス
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq
(mRNA)

NM_000442

NM_001032378
NM_008816
NM_001305157
NM_001305158

RefSeq
(タンパク質)

NP_000433

NP_001027550
NP_001292086
NP_001292087
NP_032842

場所
(UCSC)
Chr 17: 64.32 – 64.41 MbChr 17: 106.55 – 106.64 Mb
PubMed検索[3][4]
ウィキデータ
閲覧/編集 ヒト閲覧/編集 マウス

CD31(cluster of differentiation 31)またはPECAM-1(platelet endothelial cell adhesion molecule 1)は、ヒトでは染色体17q23.3領域に位置するPECAM1遺伝子によってコードされているタンパク質である[5][6][7][8]

構造

[編集]

PECAM-1は高度な糖鎖修飾を受けた、約130 kDaのタンパク質である[9]。このタンパク質のアミノ酸配列は1990年に分子クローニングによって決定され、574アミノ酸からなるN末端細胞外ドメイン、19アミノ酸からなる膜貫通ドメイン、118アミノ酸からなるC末端の細胞質ドメインからなることが明らかにされた。N末端ドメインには6個のIg様ドメインが含まれている[10]

相互作用

[編集]

PECAM-1は細胞間接着タンパク質であり[11]、他のPECAM-1分子とのホモフィリック(同種親和性)相互作用、もしくはPECAM-1以外の分子とのヘテロフィリック(異種親和性)相互作用を行う[12]。PECAM-1分子間のホモフィリック相互作用は細胞外のIg様ドメイン1とIg様ドメイン2との間の逆平行相互作用によって媒介されている。こうした相互作用はPECAM-1の発現レベルによって調節されている。すなわちホモフィリック相互作用はPECAM-1の表面発現が高いときにのみ生じ、低い場合にはヘテロフィリック相互作用が生じる[13]

組織分布

[編集]

通常、CD31は内皮細胞血小板マクロファージクッパー細胞顆粒球T細胞B細胞NK細胞巨核球破骨細胞上に存在する。

免疫組織化学

[編集]
CD31に対して免疫染色(暗褐色)を行った脈管肉腫の顕微鏡画像

免疫組織化学的には、CD31は主に組織切片中の内皮細胞を可視化するために利用される。この染色は腫瘍の血管新生の程度の評価に有用であり、急速に成長している腫瘍であることを指標となる。また、悪性内皮細胞も一般的にこの抗原を保持しているため、CD31に対する免疫染色は血管腫脈管肉腫を示すためにも利用される。小リンパ球性リンパ腫リンパ芽球性リンパ腫を示すためにも利用されるが、これらの疾患に対してはより特異性の高いマーカーが存在する[14]

機能

[編集]

PECAM-1は血小板、単球好中球、いくつかの種類のT細胞上に存在しており、また内皮細胞の細胞間結合の大きな部分を構成している。PECAM-1は免疫グロブリンスーパーファミリーの一員であり、白血球の血管外遊出英語版血管新生インテグリンの活性化に関与している可能性が高い[5]。内皮細胞上のCD31はNK細胞上のCD38に結合することで、これらの細胞は内皮への接着を行う[15][16]

シグナル伝達における役割

[編集]

PECAM-1は細胞シグナル伝達に関与している。PECAM-1の細胞質ドメインには、リン酸化に適したセリン残基とチロシン残基が存在する。チロシンのリン酸化後にはPECAM-1はSH2ドメインを含有するシグナル伝達タンパク質をリクルートし、これらのタンパク質はシグナル伝達経路を開始する。こうしたタンパク質の中でも、PECAM-1の細胞質ドメインと相互作用することが最も広く報告されているSH2ドメイン含有タンパク質がプロテインチロシンホスファターゼSHP2である[17]。PECAM-1を介したシグナル伝達は、好中球、単球や白血球の活性化をもたらす[18]

白血球の血管外遊出

[編集]

PECAM-1は、単球や好中球[19]、NK細胞[20]、Vδ1+ γδ T細胞[21]、CD34+ 造血前駆細胞[22]が内皮細胞間を通過して遊出する過程に関与している。さらに、PECAM-1はrecent thymic emigrants(RTE、胸腺から血中へ移行して間もないT細胞)が二次リンパ器官へ移行する過程にも関与している[23]。白血球の遊出はホモフィリック相互作用の形成によって説明される。移行中の白血球は表面にPECAM-1を発現しており、内皮細胞表面のPECAM-1と反応する[24]

血管新生

[編集]

PECAM-1は血管新生にも重要であり、細胞間接着を媒介することで新血管の形成を可能にする[25]

疾患における役割

[編集]

がん

[編集]

PECAM-1は、血管腫脈管肉腫カポジ肉腫乳がん膠芽腫結腸がん皮膚がんなど多くの固形腫瘍やその他の腫瘍細胞株で発現している[26]。こうした腫瘍細胞の表面では、PECAM-1は内皮細胞への接着を媒介している[27]。PECAM-1は新たな内皮細胞チューブを形成することで腫瘍の成長を調節する。マウスでは、この過程は抗PECAM-1抗体によって阻害できることが示されている[28]

また、胃がんの高齢患者では血清中に高濃度のPECAM-1がみられることが明らかにされている。このことは、PECAM-1の血清中濃度の予後マーカーとしての可能性を示唆している[29]

アテローム性動脈硬化

[編集]

マウスでは、PECAM-1の阻害によってアテローム性病変が減少することが示されている[30]。このことは、PECAM-1がアテローム性動脈硬化に関与していることを示唆している。PECAM-1がどのように寄与しているのか、その正確な機構は不明であるものの、PECAM-1が機械刺激応答性分子として作用している、PECAM-1を介した白血球の浸潤が病因となっている、といったいくつかの仮説が提唱されている。また、PECAM1遺伝子の多型とアテローム性動脈硬化の発生との関連を示す証拠も得られている[31]

播種性血管内凝固症候群

[編集]

敗血症の致死的合併症である播種性血管内凝固症候群(DIC)は、広範囲にわたる微小血管の血栓症と透過性の増大が主要な特徴である。DICを発症した敗血症患者では血清中のPECAM-1が高濃度であることから、PECAM-1が診断のための良いマーカーとなる可能性がある。PECAM-1はマクロファージのパイロトーシス英語版を阻害することでDICから保護する役割を果たしている[32]

神経炎症

[編集]

PECAM-1は、少なくとも多発性硬化症脳虚血の2つの神経疾患に寄与している。多発性硬化症の最初期の徴候は、血液脳関門の欠陥とPECAM-1などの接着分子を介した白血球の遊走である。さらに、多発性硬化症の患者の単球は高レベルのPECAM-1を発現している。また、白血球の蓄積は脳虚血の原因となる。白血球は脳の柔組織へ浸潤し、酸素ラジカルなどの有害化合物を放出する。白血球と血管内皮との間の相互作用はPECAM-1によって媒介されている。どちらの疾患も可溶性PECAM-1の高値が診断に利用される場合がある。多発性硬化症患者ではPECAM-1濃度の上昇は血液脳関門の損傷を示しており、脳虚血患者ではPECAM-1の高値は発作の短期的予測に利用される[33]

出典

[編集]
  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000261371 - Ensembl, May 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000020717 - Ensembl, May 2017
  3. ^ Human PubMed Reference:
  4. ^ Mouse PubMed Reference:
  5. ^ a b Entrez Gene: platelet/endothelial cell adhesion molecule”. 2025年1月5日閲覧。
  6. ^ “PECAM-1 (CD31) cloning and relation to adhesion molecules of the immunoglobulin gene superfamily”. Science 247 (4947): 1219–1222. (March 1990). Bibcode1990Sci...247.1219N. doi:10.1126/science.1690453. PMID 1690453. 
  7. ^ “The human PECAM1 gene maps to 17q23”. Genomics 34 (2): 229–232. (June 1996). doi:10.1006/geno.1996.0272. PMID 8661055. 
  8. ^ “Fluorescence in situ hybridization mapping of the mouse platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM1) to mouse chromosome 6, region F3-G1”. Genomics 37 (2): 226–228. (October 1996). doi:10.1006/geno.1996.0546. PMID 8921400. 
  9. ^ “Molecular cloning of CD31, a putative intercellular adhesion molecule closely related to carcinoembryonic antigen”. The Journal of Experimental Medicine 171 (6): 2147–2152. (June 1990). doi:10.1084/jem.171.6.2147. PMC 2187965. PMID 2351935. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2187965/. 
  10. ^ “PECAM-1 (CD31) cloning and relation to adhesion molecules of the immunoglobulin gene superfamily”. Science 247 (4947): 1219–1222. (March 1990). Bibcode1990Sci...247.1219N. doi:10.1126/science.1690453. PMID 1690453. 
  11. ^ “Molecular and cellular properties of PECAM-1 (endoCAM/CD31): a novel vascular cell-cell adhesion molecule”. The Journal of Cell Biology 114 (5): 1059–1068. (September 1991). doi:10.1083/jcb.114.5.1059. PMC 2289123. PMID 1874786. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2289123/. 
  12. ^ “Molecular and functional aspects of PECAM-1/CD31”. Immunology Today 15 (10): 490–495. (October 1994). doi:10.1016/0167-5699(94)90195-3. PMID 7945775. 
  13. ^ “Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1) homophilic adhesion is mediated by immunoglobulin-like domains 1 and 2 and depends on the cytoplasmic domain and the level of surface expression”. The Journal of Biological Chemistry 271 (31): 18561–18570. (August 1996). doi:10.1074/jbc.271.31.18561. PMID 8702505. 
  14. ^ Leong, Anthony S-Y; Cooper, Kumarason; Leong, F Joel W-M (2003). Manual of Diagnostic Cytology (2 ed.). Greenwich Medical Media, Ltd.. p. 103. ISBN 978-1-84110-100-2 
  15. ^ “NK cells and CD38: Implication for (Immuno)Therapy in Plasma Cell Dyscrasias”. Cells 9 (3): 768. (March 2020). doi:10.3390/cells9030768. PMC 7140687. PMID 32245149. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7140687/. 
  16. ^ “Roles of CD38 in the Immune Response to Infection”. Cells 9 (1): 228. (January 2020). doi:10.3390/cells9010228. PMC 7017097. PMID 31963337. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7017097/. 
  17. ^ “Signal transduction pathways mediated by PECAM-1: new roles for an old molecule in platelet and vascular cell biology”. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology 23 (6): 953–964. (June 2003). doi:10.1161/01.ATV.0000071347.69358.D9. PMID 12689916. 
  18. ^ “Ligation of CD31/PECAM-1 modulates the function of lymphocytes, monocytes and neutrophils”. European Journal of Immunology 28 (6): 1948–1958. (June 1998). doi:10.1002/(SICI)1521-4141(199806)28:06<1948::AID-IMMU1948>3.0.CO;2-C. PMID 9645377. 
  19. ^ “PECAM-1 is required for transendothelial migration of leukocytes”. The Journal of Experimental Medicine 178 (2): 449–460. (August 1993). doi:10.1084/jem.178.2.449. PMC 2191108. PMID 8340753. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2191108/. 
  20. ^ “Roles of platelet/endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1, CD31) in natural killer cell transendothelial migration and beta 2 integrin activation”. Journal of Immunology 156 (4): 1515–1524. (February 1996). doi:10.4049/jimmunol.156.4.1515. PMID 8568255. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8568255. 
  21. ^ “Transendothelial migratory pathways of V delta 1+TCR gamma delta+ and V delta 2+TCR gamma delta+ T lymphocytes from healthy donors and multiple sclerosis patients: involvement of phosphatidylinositol 3 kinase and calcium calmodulin-dependent kinase II”. Journal of Immunology 168 (12): 6071–6077. (June 2002). doi:10.4049/jimmunol.168.12.6071. PMID 12055216. 
  22. ^ “Adhesion molecules involved in transendothelial migration of human hematopoietic progenitor cells”. Stem Cells 18 (6): 435–443. (2000). doi:10.1634/stemcells.18-6-435. PMID 11072032. 
  23. ^ “Two subsets of naive T helper cells with distinct T cell receptor excision circle content in human adult peripheral blood”. The Journal of Experimental Medicine 195 (6): 789–794. (March 2002). doi:10.1084/jem.20011756. PMC 2193736. PMID 11901204. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2193736/. 
  24. ^ “Targeted recycling of PECAM from endothelial surface-connected compartments during diapedesis”. Nature 421 (6924): 748–753. (February 2003). Bibcode2003Natur.421..748M. doi:10.1038/nature01300. PMID 12610627. 
  25. ^ “Involvement of endothelial PECAM-1/CD31 in angiogenesis”. The American Journal of Pathology 151 (3): 671–677. (September 1997). PMC 1857836. PMID 9284815. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1857836/. 
  26. ^ “Mechanisms of PECAM-1-mediated cytoprotection and implications for cancer cell survival”. Leukemia & Lymphoma 46 (10): 1409–1421. (October 2005). doi:10.1080/10428190500126091. PMID 16194886. 
  27. ^ “Identification of PECAM-1 in solid tumor cells and its potential involvement in tumor cell adhesion to endothelium”. The Journal of Biological Chemistry 268 (30): 22883–22894. (October 1993). doi:10.1016/S0021-9258(18)41609-2. PMID 8226797. 
  28. ^ “Antibody against murine PECAM-1 inhibits tumor angiogenesis in mice”. Angiogenesis 3 (2): 181–188. (1999). doi:10.1023/a:1009092107382. PMID 14517436. 
  29. ^ “Serum CXCL13 and PECAM-1 can be used as diagnostic and prognostic markers in elderly patients with gastric cancer”. Clinical & Translational Oncology 23 (1): 130–138. (January 2021). doi:10.1007/s12094-020-02403-w. PMID 32500259. 
  30. ^ “PECAM-1 is a critical mediator of atherosclerosis”. Disease Models & Mechanisms 1 (2–3): 175–81; discussion 179. (September 2008). doi:10.1242/dmm.000547. PMC 2562188. PMID 19048083. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2562188/. 
  31. ^ “PECAM-1: a multi-functional molecule in inflammation and vascular biology”. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology 27 (12): 2514–2523. (December 2007). doi:10.1161/ATVBAHA.107.151456. PMID 17872453. 
  32. ^ “PECAM-1 protects against DIC by dampening inflammatory responses via inhibiting macrophage pyroptosis and restoring vascular barrier integrity”. Translational Research 222: 1–16. (August 2020). doi:10.1016/j.trsl.2020.04.005. PMID 32417429. 
  33. ^ “PECAM-1, a key player in neuroinflammation”. European Journal of Neurology 13 (12): 1284–1290. (December 2006). doi:10.1111/j.1468-1331.2006.01640.x. PMID 17116209. 

関連文献

[編集]

外部リンク

[編集]