综述:E-钙黏蛋白:细胞信号传导的指挥家

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Current Opinion in Cell Biology 6.0

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  这篇综述深入探讨了E-钙黏蛋白(E-cadherin)在细胞间黏附与力学信号传导中的核心作用,揭示了其通过募集细胞骨架蛋白(如α/β-catenin、vinculin)激活PI3K、Src、Rho GTPases、YAP/TAZ等通路,进而调控细胞代谢(AMPK)、黏附可塑性及转录重编程的分子机制。文章特别强调了力学刺激与E-cadherin动态互作的生物学意义,为理解上皮稳态和疾病(如EMT)提供了新视角。

  

E-钙黏蛋白:细胞社会的力学与代谢交响曲

引言
作为上皮细胞“桥梁”的核心建材,E-钙黏蛋白(E-cadherin)远非简单的分子胶水。当相邻细胞通过其胞外域握手或遭遇机械力时,这个跨膜糖蛋白瞬间变身为信号指挥家,募集α/β-catenin和vinculin等“乐手”,奏响从细胞骨架重塑到基因表达的复杂乐章。

独奏还是协奏?
传统研究通过钙离子剥夺-恢复模拟黏附重建,但新证据表明E-cadherin需与nectin、整合素等膜受体“合奏”。例如,β-catenin既能稳定黏附复合物,又可作为转录共激活因子进入核内——这种双重身份暗示了黏附与Wnt通路的隐秘对话。

连环蛋白的信号密码
β-catenin的“变形记”尤为精彩:机械力诱导其结合的α-catenin舒展构象,暴露vinculin结合位点,像齿轮般咬合肌动蛋白(actin)网络。而p120-catenin则化身E-cadherin的“保镖”,通过阻断内吞适配蛋白的结合延长其膜驻留时间——除非氧化应激引发p120谷胱甘肽化修饰。

Rho GTP酶的力学开关
E-cadherin激活的p114RhoGEF和ECT2等分子,将RhoA、Rac1等GTP酶调校成“细胞骨架工程师”。有趣的是,RhoA促进收缩纤维生成,而Rac1驱动板状伪足伸展,这种精确的时空调控使细胞既能抵抗剪切力又不失迁移灵活性。

YAP/TAZ的黏附悖论
Hippo通路通常抑制YAP/TAZ的促增殖功能,但E-cadherin介导的细胞接触可能通过AMOT蛋白“劫持”YAP,将其禁锢在连接处充当机械传感器。这种机制或解释为何密集上皮中YAP活性受抑,而单层细胞中机械拉伸可重新激活它。

连接处的“流变学艺术”
细胞通过调节肌球蛋白II(myosin II)磷酸化水平改变连接处黏度——就像调节胶水的稠度。低黏度促进胚胎发育中的细胞重排,而高黏度帮助成熟上皮抵御机械损伤,这种动态平衡由RhoA-ROCK和AMPK通路精密控制。

代谢引擎的启动
为支撑力依赖性的肌动蛋白重构,E-cadherin触发AMPK和PI3K-AKT-mTORC1通路,加速葡萄糖摄取和线粒体呼吸。这种“预充电”机制确保细胞在组织修复时有足够ATP供应,但也可能被癌症细胞劫持用于转移前微环境适应。

激酶的双面刃
Src家族激酶(SFK)在E-cadherin信号中扮演矛盾角色:既可磷酸化β-catenin破坏黏附,又能促进FAK激活以加强黏着斑周转。这种双重性提示细胞可能通过磷酸化密码(如Tyr654
vs Tyr642
)区分不同功能指令。

内吞循环的节奏
E-cadherin膜半衰期仅2分钟,这种快速更新像“分子呼吸”般维持连接可塑性。值得注意的是,低葡萄糖会触发clathrin依赖的内吞,而机械应力偏好caveolin介导的途径——不同“逃生路线”或许对应不同的微环境危机。

尾声:未完成的交响乐
从力感知到代谢重编程,E-cadherin信号网络的复杂性远超早期认知。尤其令人振奋的是,其与溶酶体定位、铁死亡等新兴领域的交叉,为理解组织再生和癌症转移提供了全新视角。未来的研究或许会揭示更多“指挥家”与细胞社会其他成员的即兴合奏。

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