จุดเชื่อมต่อเซลล์
การเชื่อมต่อที่แน่นหนาระหว่างเซลล์สองเซลล์
รายละเอียด
ตัวระบุ
ละติน	จุดเชื่อมต่อเซลล์
ไทย	H1.00.01.0.00012
เอฟเอ็มเอ	67394
ศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์

จุดเชื่อมต่อเซลล์^{[ 1 ]}หรือคอมเพล็กซ์จุดเชื่อมต่อเป็นกลุ่มของโครงสร้างเซลล์ที่ประกอบด้วยคอมเพล็กซ์โปรตีนหลายชนิดซึ่งให้การสัมผัสหรือการยึดเกาะระหว่างเซลล์ ข้างเคียง หรือระหว่างเซลล์กับเมทริกซ์นอกเซลล์ในสัตว์^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังช่วยรักษากำแพงพาราเซลลูลาร์ของเยื่อบุผิวและควบคุมการขนส่งพาราเซลลู ลาร์ จุดเชื่อมต่อเซลล์มีมากมายเป็นพิเศษในเนื้อเยื่อเยื่อบุผิว เมื่อรวมกับโมเลกุลการยึดเกาะของเซลล์และเมทริกซ์นอกเซลล์จุดเชื่อมต่อเซลล์จะช่วยยึดเซลล์สัตว์เข้าด้วยกัน

จุดเชื่อมต่อระหว่างเซลล์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการช่วยให้เซลล์ข้างเคียงสื่อสารกันได้ผ่านทางโปรตีนเชิงซ้อนชนิดพิเศษที่เรียกว่าจุดเชื่อมต่อสื่อสาร (ช่องว่างเชื่อมต่อ)นอกจากนี้ จุดเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ยังมีความสำคัญในการลดความเครียดที่เกิดขึ้นกับเซลล์อีกด้วย

ในพืช ช่องทางการสื่อสารที่คล้ายกันนี้เรียกว่าพลาสโมเดสมาตาและในเชื้อราเรียกว่ารูพรุนเซปตัล^{[ 3 ]}

ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง มีการเชื่อมต่อเซลล์หลัก 3 ประเภท: ^{[ 4 ]}

• จุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์ (Adherens junctions) , เดสโมโซม (Desmosomes)และเฮมิเดสโมโซม (Hemidesmosomes ) (จุดเชื่อมต่อแบบยึดเกาะ)
• ช่องว่างเชื่อมต่อ^{[ 5 ]} (จุดเชื่อมต่อสื่อสาร)
• จุดเชื่อมต่อแน่น (จุดเชื่อมต่อปิดกั้น)

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีจุดเชื่อมต่อเฉพาะประเภทอื่น ๆ อีกหลายประเภท เช่นจุดเชื่อมต่อแบบกั้น (จุดเชื่อมต่อแบบปิดกั้นชนิดหนึ่ง) ^{[ 4 ]}หรือ จุดเชื่อมต่อปลายยอด ของ C. elegansในพืช หลายเซลล์ หน้าที่เชิงโครงสร้างของจุดเชื่อมต่อเซลล์จะถูกแทนที่ด้วยผนังเซลล์สิ่งที่เทียบเคียงได้กับจุดเชื่อมต่อเซลล์ที่สื่อสารกันในพืชเรียกว่าพลาสโมเดสมาตา

เซลล์ภายในเนื้อเยื่อและอวัยวะต้องยึดติดกันและยึดติดกับส่วนประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์เซลล์ได้พัฒนาคอมเพล็กซ์เชื่อมต่อหลายประเภทเพื่อทำหน้าที่เหล่านี้ และในแต่ละกรณี โปรตีนยึดเกาะจะขยายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อเชื่อมโยงโปรตีนโครงร่างเซลล์ในเซลล์หนึ่งกับโปรตีนโครงร่างเซลล์ในเซลล์ข้างเคียง รวมถึงโปรตีนในเมทริกซ์นอกเซลล์ด้วย^{[ 6 ]}

พบ การเชื่อมต่อแบบยึดเหนี่ยว 3 ประเภทซึ่งแตกต่างกันในส่วนของโปรตีนยึดเหนี่ยวของโครงสร้างเซลล์ รวมถึงโปรตีนเชื่อมต่อข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ที่ทอดยาวผ่านเยื่อหุ้มเซลล์:

จุดเชื่อมต่อแบบยึดเกาะไม่เพียงแต่ยึดเซลล์เข้าด้วยกัน แต่ยังทำให้เนื้อเยื่อมีความเหนียวแน่นทางโครงสร้าง จุดเชื่อมต่อเหล่านี้มีมากที่สุดในเนื้อเยื่อที่ต้องรับแรงทางกลอย่างต่อเนื่อง เช่น ผิวหนังและหัวใจ^{[ 6 ]}

เดสโมโซมหรือเรียกอีกอย่างว่า มาคูลา อะแอดเฮเรนเตส สามารถมองเห็นได้เป็นหมุดยึดผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์ที่อยู่ติดกันเส้นใยระดับกลางที่ประกอบด้วยเคราตินหรือเดสมินจะยึดติดกับโปรตีนยึดเกาะที่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งก่อตัวเป็นแผ่นหนาแน่นบนด้านไซโตพลาสมิกของเยื่อหุ้มเซลล์ โมเลกุลแคดเฮรินก่อตัวเป็นตัวยึดที่แท้จริงโดยการยึดติดกับแผ่นไซโตพลาสมิก ขยายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และยึดติดอย่างแน่นหนากับแคดเฮรินที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ที่อยู่ติดกัน^{[ 7 ]}

เฮมิเดสโมโซมสร้างการเชื่อมโยงคล้ายหมุดย้ำระหว่างโครงร่างเซลล์และส่วนประกอบเมทริกซ์นอกเซลล์ เช่นแผ่นฐานที่อยู่ใต้เยื่อบุผิว เช่นเดียวกับเดสโมโซม พวกมันจะยึดติดกับเส้นใยระดับกลางในไซโตพลาสซึม แต่แตกต่างจากเดสโมโซมตรงที่ตัวยึดข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ของพวกมันคืออินทิกรินแทนที่จะเป็นแคดเฮริน^{[ 8 ]}

จุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์ (Adherens junctions)มีลักษณะร่วมกันคือการยึดเซลล์เข้าด้วยกันผ่านเส้นใยแอคติน ในไซโตพลาสซึม เช่นเดียวกับเดสโมโซม (Desmosomes) และเฮมิเดสโมโซม (Hemidesmosomes) ส่วนที่ยึดผ่านเยื่อหุ้มเซลล์นั้นประกอบด้วยแคดเฮริน (Cadherins) ในจุดที่ยึดกับเซลล์อื่น และอินทิกริน (Focal adhesion) ในจุดที่ยึดกับเมทริกซ์นอกเซลล์ จุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์มี ความหลากหลายทางสัณฐานวิทยา อย่างมาก จุดที่เชื่อมเซลล์เข้าด้วยกันอาจปรากฏเป็นเส้นหรือจุดแยกเดี่ยว หรือเป็นแถบที่ล้อมรอบเซลล์อย่างสมบูรณ์ (แถบยึดเกาะ) จุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์ชนิดแถบนั้นเกี่ยวข้องกับกลุ่มเส้นใยแอคตินที่ล้อมรอบเซลล์อยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์ จุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์ที่เป็นจุดเรียกว่าโฟกัสแอดเฮชัน (Focal adhesions)ช่วยให้เซลล์ยึดเกาะกับเมทริกซ์นอกเซลล์ เส้นใยแอคตินของโครงสร้างเซลล์ที่เชื่อมต่อเข้ากับจุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์เป็นโปรตีนที่หดตัวได้ และนอกเหนือจากหน้าที่ในการยึดแล้ว จุดเชื่อมต่อแบบแอดเฮเรนส์ยังเชื่อว่ามีส่วนร่วมในการพับและการโค้งงอของแผ่นเซลล์เยื่อบุผิวด้วย การนึกถึงแถบของเส้นใยแอคตินว่าคล้ายกับ 'เชือกดึง' แสดงให้เห็นว่าการหดตัวของแถบภายในกลุ่มเซลล์จะทำให้แผ่นบิดเบี้ยวเป็นลวดลายที่น่าสนใจ^{[ 6 ]}

ช่องว่างเชื่อมต่อหรือช่องเชื่อมต่อสื่อสาร ช่วยให้เกิดการสื่อสารทางเคมีโดยตรงระหว่างไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่อยู่ติดกันผ่านการแพร่โดยไม่ต้องสัมผัสกับของเหลวภายนอกเซลล์^{[ 9 ]}ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจาก โปรตีน คอนเน็กซิน 6 ตัว มีปฏิสัมพันธ์กันเพื่อสร้างทรงกระบอกที่มีรูพรุนตรงกลางเรียกว่าคอนเน็กซอน [ ^{10 ] คอมเพล็กซ์}คอนเน็กซอนจะทอดยาวข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ และเมื่อคอนเน็กซอนของเซลล์ที่อยู่ติดกันสองเซลล์มีปฏิสัมพันธ์กัน พวกมันจะสร้างช่องเชื่อมต่อช่องว่างที่สมบูรณ์^{[ 9 ] [ 10 ]} รูพรุนของคอนเน็กซอนมีขนาด ขั้ว และลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับโปรตีนคอนเน็กซินที่ประกอบเป็นคอนเน็กซอนแต่ละตัว^{[ 9 ] [ 10 ]}แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในช่องเชื่อมต่อช่องว่าง แต่โครงสร้างของมันยังคงค่อนข้างเป็นมาตรฐาน และปฏิสัมพันธ์นี้ช่วยให้การสื่อสารมีประสิทธิภาพโดยไม่มีการหลุดรอดของโมเลกุลหรือไอออนไปยังของเหลวภายนอกเซลล์^{[ 10 ]}

ช่องว่างเชื่อมต่อมีบทบาทสำคัญในร่างกายมนุษย์^{[ 11 ]}รวมถึงบทบาทในการหดตัวอย่างสม่ำเสมอของกล้ามเนื้อหัวใจ [ ^{11 ] ช่อง}ว่างเชื่อมต่อยังมีความสำคัญในการส่งสัญญาณในสมองและการขาดช่องว่างเชื่อมต่อจะส่งผลให้ความหนาแน่นของเซลล์ในสมองลดลง^{[ 12 ]} เซลล์ เรตินาและเซลล์ผิวหนังก็ขึ้นอยู่กับช่องว่างเชื่อมต่อในการแยกแยะและการแพร่กระจายของเซลล์เช่นกัน^{[ 11 ] [ 12 ]}

ไทต์ จังก์ชัน (Tight junctions) พบได้ในเนื้อเยื่อบุผิวของสัตว์มีกระดูกสันหลังทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของน้ำและสารละลายระหว่างชั้นเนื้อเยื่อบุผิว ไทต์จังก์ชันจัดเป็น กำแพงกั้น แบบพาราเซลลู ลาร์ (Parcellular barrier) ซึ่งนิยามว่าไม่มีการแบ่งแยกทิศทาง อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนที่ของสารละลายส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดและประจุ มีหลักฐานบ่งชี้ว่าโครงสร้างที่สารละลายผ่านนั้นมีลักษณะคล้ายรูพรุน

ค่า pH ทางสรีรวิทยาเกี่ยวข้องกับความสามารถในการคัดเลือกสารละลายที่ผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ โดยช่องว่างระหว่างเซลล์ส่วนใหญ่จะคัดเลือกไอออนบวกได้เล็กน้อย ช่องว่างระหว่างเซลล์ที่พบในเนื้อเยื่อบุผิวชนิดต่างๆ จะคัดเลือกสารละลายที่มีขนาด ประจุ และขั้วแตกต่างกัน

มีการระบุโปรตีนประมาณ 40 ชนิดที่เกี่ยวข้องกับไทต์จังก์ชัน โปรตีนเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก ได้แก่ โปรตีนส่งสัญญาณ

• โปรตีนโครงสร้าง – ทำหน้าที่จัดระเบียบโปรตีนที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ เชื่อมโยงโปรตีนเหล่านี้เข้ากับโปรตีนอื่นๆ ในไซโตพลาสซึม รวมถึงเส้นใยแอคตินด้วย
• โปรตีนส่งสัญญาณ – มีส่วนเกี่ยวข้องกับการประกอบจุดเชื่อมต่อ การควบคุมสิ่งกีดขวาง และการถอดรหัสยีน
• โปรตีนควบคุม – ทำหน้าที่ควบคุมการกำหนดเป้าหมายของถุงเมมเบรน
• โปรตีนที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ได้แก่โมเลกุลการยึดเกาะระหว่างเซลล์ (junctional adhesion molecule) , อ็อกคลูดิน (occludin ) และคลอดีน (claudin )

เชื่อกันว่าคลอดีนเป็นโมเลกุลโปรตีนที่รับผิดชอบต่อการซึมผ่านแบบเลือกสรรระหว่างชั้นเยื่อบุผิว

ยังไม่สามารถสร้างภาพสามมิติได้ และด้วยเหตุนี้ ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับหน้าที่ของจุดเชื่อมต่อแน่นจึงยังไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจน

จุดเชื่อมต่อแบบไตรเซลล์จะปิดผนึกเยื่อบุผิวที่มุมของเซลล์สามเซลล์ เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของจุดยอดสามเซลล์ การปิดผนึกเซลล์ที่ตำแหน่งเหล่านี้จึงต้องอาศัยการจัดระเบียบจุดเชื่อมต่อที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งแตกต่างจากจุดเชื่อมต่อแบบไบเซลล์ ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ส่วนประกอบของจุดเชื่อมต่อแบบไตรเซลล์ ได้แก่ ไตรเซลลูลินและตัวรับไลโปโปรตีนที่กระตุ้นโดยไลโปไลซิส ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ส่วนประกอบ ได้แก่ กลีโอแทกตินและอนาคอนดา^{[ 13 ]}

จุดเชื่อมต่อไตรเซลล์ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับการควบคุมการจัดระเบียบโครงสร้างเซลล์และการแบ่งเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จุดเชื่อมต่อเหล่านี้ช่วยให้เซลล์แบ่งตัวตามกฎของ Hertwigในเยื่อบุผิวของแมลงหวี่บางชนิด ในระหว่างการแบ่งเซลล์ จุดเชื่อมต่อไตรเซลล์จะสร้างการสัมผัสทางกายภาพกับอุปกรณ์แกนหมุนผ่านไมโครทูบูลแบบแอสตรัล จุดเชื่อมต่อไตรเซลล์จะออกแรงดึงต่ออุปกรณ์แกนหมุนและทำหน้าที่เป็นเบาะแสทางเรขาคณิตเพื่อกำหนดทิศทางการแบ่งเซลล์^{[ 14 ]}

โมเลกุลที่รับผิดชอบในการสร้างจุดเชื่อมต่อเซลล์ ได้แก่โมเลกุลการยึดเกาะเซลล์ ต่างๆ มีอยู่ 4 ประเภทหลัก ได้แก่เซเลคตินแคดเฮรินอินทิกรินและตระกูลอิมมูโนโกลบูลิน^{[ 15 ]}

ซีเลคตินเป็นโมเลกุลยึดเกาะเซลล์ที่มีบทบาทสำคัญในการเริ่มต้นกระบวนการอักเสบ^{[ 16 ]}ความสามารถในการทำงานของซีเลคตินนั้นจำกัดอยู่ที่การทำงานร่วมกันของเม็ดเลือดขาวกับเยื่อบุหลอดเลือด มีซีเลคตินสามประเภทที่พบในมนุษย์ ได้แก่ แอล-ซีเลคติน พี-ซีเลคติน และอี-ซีเลคติน แอล-ซีเลคตินเกี่ยวข้องกับลิมโฟไซต์ โมโนไซต์ และนิวโทรฟิล พี-ซีเลคตินเกี่ยวข้องกับเกล็ดเลือดและเยื่อบุหลอดเลือด และอี-ซีเลคตินเกี่ยวข้องเฉพาะกับเยื่อบุหลอดเลือดเท่านั้น พวกมันมีบริเวณนอกเซลล์ที่ประกอบด้วยโดเมนเลคตินปลายอะมิโนที่ติดอยู่กับลิแกนด์คาร์โบไฮเดรต โดเมนคล้ายปัจจัยการเจริญเติบโต และหน่วยซ้ำสั้นๆ (วงกลมที่มีหมายเลข) ที่ตรงกับโดเมนโปรตีนที่จับกันแบบเสริม^{[ 17 ]}

แคดเฮรินเป็นโมเลกุลยึดเกาะที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียม แคดเฮรินมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการสร้างรูปร่าง – การพัฒนาของทารกในครรภ์ร่วมกับคอมเพล็กซ์อัลฟา-เบตาแคทเทนิน แคด เฮรินสามารถจับกับไมโครฟิลาเมนต์ของโครงร่างเซลล์ได้ ซึ่งช่วยให้เกิดการยึดเกาะระหว่างเซลล์แบบโฮโมฟิลิก ^{[ 18 ]} คอมเพล็กซ์ที่เชื่อมโยง เบตาแคทเทนิน - อัลฟาแคทเทนินที่จุดเชื่อมต่อแอดเฮเรนส์ช่วยให้เกิดการเชื่อมโยงแบบไดนามิกกับโครงร่างเซลล์แอคติน^{[ 19 ]}

อินทิกรินทำหน้าที่เป็นตัวรับการยึดเกาะ โดยส่งสัญญาณข้ามเยื่อหุ้มพลาสมาไปในหลายทิศทาง โมเลกุลเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการสื่อสารของเซลล์ เนื่องจากลิแกนด์ตัวเดียวสามารถใช้กับอินทิกรินได้หลายตัว น่าเสียดายที่โมเลกุลเหล่านี้ยังต้องพัฒนาอีกมากในด้านการวิจัย^{[ 20 ]}

ตระกูลอิมมูโนโกลบูลินเป็นกลุ่มโปรตีนที่ไม่ขึ้นกับแคลเซียมซึ่งสามารถยึดเกาะแบบโฮโมฟิลิกและเฮเทอโรฟิลิกได้ การยึดเกาะแบบโฮโมฟิลิกเกี่ยวข้องกับการที่โดเมนคล้ายอิมมูโนโกลบูลินบนพื้นผิวเซลล์จับกับโดเมนคล้ายอิมมูโนโกลบูลินบนพื้นผิวเซลล์ตรงข้าม ในขณะที่การยึดเกาะแบบเฮเทอโรฟิลิกหมายถึงการจับกันของโดเมนคล้ายอิมมูโนโกลบูลินกับอินทิกรินและคาร์โบไฮเดรตแทน^{[ 21 ]}

การยึดเกาะของเซลล์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญยิ่งของร่างกาย การสูญเสียการยึดเกาะนี้ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของเซลล์ การทำงานของเซลล์ และการสื่อสารระหว่างเซลล์กับเซลล์อื่นๆ และเมทริกซ์นอกเซลล์ ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพและโรคต่างๆ ที่ร้ายแรงได้

• Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). "จุดเชื่อมต่อเซลล์" . ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์ (ฉบับที่ 4). นิวยอร์ก: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3.
• Intercellular+Junctionsที่ US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
• เซลล์-เมทริกซ์+จุดเชื่อมต่อ ใน หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ จุดเชื่อม ต่อระหว่างเซลล์