Komplex epidermální diferenciace - Epidermal differentiation complex

The komplex epidermální diferenciace (EDC) je genový komplex zahrnující více než padesát genů kódujících proteiny zapojené do terminálu diferenciace a zrohovatění z keratinocyty, primární typ buňky pokožka. U lidí je komplex umístěn na 1,9 Mbp protáhnout se uvnitř chromozom 1q 21.[1][2] Proteiny kódované geny EDC jsou si funkčně blízce příbuzné a evolučně patří ke třem odlišným genové rodiny: rodina předchůdců obilné obálky, Protein S100 rodina a rodina proteinů fúzovaného typu (SFTP) S100.[3]

Předpokládalo se, že ke shlukování genů EDC došlo kvůli zdvojení události, které byly evolučně upřednostňovány během adaptace na pozemské prostředí.[3][4] Proteiny EDC se účastní řady kožních poruch včetně ichtyóza vulgaris, atopická dermatitida a psoriáza.[5]

Dějiny

Komplex epidermální diferenciace byl poprvé popsán v roce 1993,[1] a dále charakterizováno v roce 1996, kdy Dietmar Mischke a jeho kolegové zaznamenali „úzkou funkční spolupráci mezi [jedenácti] strukturně a evolučně souvisejícími geny“.[2] Do roku 2001 bylo identifikováno 37 genů jako členů EDC.[6] Počet vzrostl na 43 v roce 2002,[7] a do roku 2012 bylo celkem 57 genů považováno za součást komplexu.[3]

Geny EDC

Rodina prekurzorů obálky s rohovinou

Jak název napovídá, rodina prekurzorů obálky (CE) zahrnuje geny, které kódují proteiny tvořící CE. CE je zesítěná matice, která obklopuje terminálně diferencované skvamózní keratinocyty po procesu známém jako zrohovatění. Prekurzorové proteiny CE jsou zesítěny transglutaminázy.[3] Poměr prekurzorových proteinů CE se liší od tkáně k tkáni.[3] V epidermis je nejhojnější složka CE loricrin (65-70%), zatímco involucrin je minoritní složkou (<5%). Ostatní proteiny CE jsou klasifikovány jako malé proteiny bohaté na prolin (SPRR), jejichž podmnožinou je skupina proteinů LCE (late cornified envelope).[3]

Malé proteiny bohaté na prolin (proteiny SPRR)
Pozdně zrohovatělé obalové proteiny (LCE proteiny)

Rodina S100

The Rodina S100 obsahuje 17 genů a 6 pseudogenů. Proteiny S100 obsahují dva EF ruka motivy oddělené pantovou oblastí.[3] Proteiny S100 mají různé funkce a jsou obecně spojeny s abnormální epidermální diferenciací.[3] S100A8 a S100A9 (kalgranulin A, respektive B) dimerizují za vzniku kalprotektin. Kalprotektin, psoriasin (S100A7 ) a knoeberisin (S100A15 ) jsou antimikrobiální peptidy.[3]

Rodina SFTP

Rodina proteinu fúzovaného typu S100 (SFTP) nebo rodina fúzovaných genů zahrnuje geny, které jsou převážně exprimovány v stratifikovaný epitel a hrají roli v epiteliální homeostáze.[3][8] Stejně jako proteiny S100 obsahují SFTP dva motivy EF-ruky vázající vápník.[3] Tyto proteiny jsou spojeny s cytoplazmatickými mezilehlá vlákna stejně jako vedlejší komponenty CE.[3] Díky své homologní struktuře jsou také známé jako proteiny podobné filagrinu.[9][10]

Regulace genové exprese EDC

Geny EDC jsou transkripčně řízeny různými transkripční faktory jako krüppelův faktor 4 (KLF4), GATA3, zrnitý jako 3 (GRHL3), nukleární translokátor aryl uhlovodíkových receptorů (ARNT) a NRF2.[3]

Reference

  1. ^ A b Volz, Armin; Korge, Bernhard P .; Compton, John G .; Ziegler, Andreas; Steinert, Peter M .; Mischke, Dietmar (říjen 1993). "Fyzické mapování funkčního klastru genů pro epidermální diferenciaci na chromozomu 1q21". Genomika. 18 (1): 92–99. doi:10.1006 / geno.1993.1430. PMID  8276421.
  2. ^ A b Mischke, Dietmar; Korge, Bernhard P .; Marenholz, Ingo; Volz, Armin; Ziegler, Andreas (květen 1996). „Geny kódující strukturní proteiny epidermální kornifikace a proteiny vázající vápník S100 tvoří genový komplex („ komplex epidermální diferenciace “) na lidském chromozomu 1q21“. Journal of Investigative Dermatology. 106 (5): 989–992. doi:10.1111 / 1523-1747.ep12338501. PMID  8618063.
  3. ^ A b C d E F G h i j k l m Kypriotou, Magdalini; Huber, Marcel; Hohl, Daniel (září 2012). „Komplex lidské epidermální diferenciace: prekurzory zrohovatělé obálky, proteiny S100 a rodina„ fúzovaných genů “. Experimentální dermatologie. 21 (9): 643–649. doi:10.1111 / j.1600-0625.2012.01472.x. PMID  22507538.
  4. ^ Backendorf, C; Hohl, D (říjen 1992). "Společný původ pro zrohovatělé obalové proteiny?". Genetika přírody. 2 (2): 91. doi:10.1038 / ng1092-91. PMID  1303269.
  5. ^ Hoffjan, S; Stemmler, S (září 2007). „O úloze komplexu epidermální diferenciace při ichtyóze vulgaris, atopické dermatitidě a psoriáze“. British Journal of Dermatology. 157 (3): 441–449. doi:10.1111 / j.1365-2133.2007.07999.x. PMID  17573887.
  6. ^ Marenholz, I; Zirra, M; Fischer, DF; Backendorf, C; Ziegler, A; Mischke, D (březen 2001). "Identifikace genů kódovaných lidským epidermálním diferenciačním komplexem (EDC) subtraktivní hybridizací celých YAC na mřížkovanou knihovnu cDNA keratinocytů". Výzkum genomu. 11 (3): 341–55. doi:10,1101 / gr. 114801. PMC  311024. PMID  11230159.
  7. ^ Elder, James T .; Zhao, Xinping (říjen 2002). „Důkazy pro lokální kontrolu genové exprese v komplexu epidermální diferenciace“ (PDF). Experimentální dermatologie. 11 (5): 406–412. doi:10.1034 / j.1600-0625.2002.110503.x. hdl:2027.42/71593.
  8. ^ Wu, Zhihong; Hansmann, Britta; Meyer-Hoffert, Ulf; Gläser, Regine; Schröder, Jens-Michael; Egles, Christophe (22. dubna 2009). „Molekulární identifikace a analýza exprese filaggrinu-2, člena rodiny proteinů fúzovaného typu S100“. PLOS ONE. 4 (4): e5227. doi:10.1371 / journal.pone.0005227. PMC  2668185. PMID  19384417.
  9. ^ de Guzman Strong, C .; Conlan, S .; Deming, C. B .; Cheng, J .; Sears, K.E .; Segre, J. A. (20. ledna 2010). „Prostředí regulačních prvků v komplexu syntenického bloku epidermální diferenciace: důsledky pro atopickou dermatitidu a psoriázu“. Lidská molekulární genetika. 19 (8): 1453–1460. doi:10,1093 / hmg / ddq019. PMC  2846160. PMID  20089530.
  10. ^ Pellerin, Laurence; Henry, Julie; Hsu, Chiung-Yueh; Balica, Stéfana; Jean-Decoster, Catherine; Méchin, Marie-Claire; Hansmann, Britta; Rodriguez, Elke; Weindinger, Stefan; Schmitt, Anne-Marie; Serre, Guy; Paul, Carle; Simon, Michel (duben 2013). "Vady proteinů podobných filaggrinu jak v lézní, tak v neresionální atopické kůži". Journal of Allergy and Clinical Immunology. 131 (4): 1094–1102. doi:10.1016 / j.jaci.2012.12.1566. PMID  23403047.