接着斑

接着斑（デスモソーム）とは

接着斑（せっちゃくはん、英: desmosome）は、細胞同士を連結する細胞結合の一種であり、特に細胞を強固に結びつける役割を担っています。デスモソームとも呼ばれ、細胞間の機械的な強度を保つために重要な構造です。その名称は、ギリシャ語の「結合」を意味するdesmoと「体」を意味するsomaに由来します。

用語について

日本語では、接着斑よりもデスモソームという名称が一般的に使用されます。英語では「desmosome」または「macula adherens」と表記されます。ただし、「focal adhesion」という別の細胞接着構造も「接着斑」と訳されることがあるため、本記事では「desmosome」（macula adherens）を「接着斑」と定義し、混乱を避けます。

細胞結合における位置づけ

多細胞生物における細胞接着は、細胞結合という大きな枠組みで捉えられます。細胞結合はさらに、固定結合、連絡結合、閉鎖結合の3つに分類され、接着斑は固定結合に属します。固定結合には、接着斑（デスモソーム）の他に、接着結合、半接着斑（ヘミデスモソーム）が含まれます。これらの違いは、結合する相手と、細胞骨格の種類にあります。接着結合はアクチンフィラメントを、接着斑と半接着斑は中間径フィラメントを細胞骨格として利用します。接着斑は細胞同士を、半接着斑は細胞と基質を結合させる構造です。

歴史

19世紀後半、イタリアの病理学者ジュリオ・ビッツォゼーロが、表皮の有棘層に高密度の結節を発見し、「ビッツォゼーロの結節」と名付けました。これが接着斑の最初の発見とされています。1920年、ジョセフ・シェーファーが、その構造に「desmosome」という名称を与えました。1950年代から1960年代にかけて、電子顕微鏡の利用が進み、キース・ポーターらが接着斑の微細構造を観察し、詳細な研究が進みました。1974年には、クリスチン・スケロウとジェディオン・マトルトシーが牛の鼻の上皮から接着斑を単離し、主要な構成タンパク質を特定しました。1980年代には、抗体を用いたタンパク質の同定がさらに進み、接着斑の構成タンパク質に関する研究が大きく進展しました。

構造

接着斑は、断面で見ると、平行な2本の黒い線のように見えます。この線は、電子顕微鏡で観察した際に、高密度に電子を散乱する部位を表しています。2本の平行線の間は約30nmの間隔があります。2本の平行線の中心を境に、左右にそれぞれ3層の構造が存在します。1つの3層構造は以下のように構成されています。

細胞外領域 (Extracellular Core Region, ECR): 細胞外に位置し、デスモグレインやデスモコリンといった細胞接着分子が存在します。これらの分子は、隣接する細胞の同じ分子と結合します。
外側高密度板 (Outer Dense Plaque, ODP): 細胞膜の内側に位置し、プラコグロビン、デスモプラキン、プラコフィリンといった細胞膜裏打ちタンパク質が存在します。これらのタンパク質は、細胞接着分子と結合し、細胞内骨格との連結を仲介します。
内側高密度板 (Inner Dense Plaque, IDP): 細胞膜のさらに内側に位置し、細胞膜裏打ちタンパク質が中間径フィラメントに結合します。

構成分子

接着斑の構成タンパク質は以下の通りです。

細胞接着分子: 膜貫通タンパク質であり、以下のものが含まれます。
デスモグレイン：カドヘリン・スーパーファミリーの一員で、デスモグレイン1から4が存在します。
デスモコリン：カドヘリン・スーパーファミリーの一員で、デスモコリン1と2が存在します。
コルネオデスモシン：角質細胞の接着斑に存在する細胞接着分子です。
細胞膜裏打ちタンパク質: 接着構造を細胞の内側から支え、細胞内シグナル伝達にも関与します。
プラコグロビン：アルマジロファミリーに属し、デスモグレインやデスモコリンに直接結合します。
デスモプラキン：プラキンファミリーに属し、プラコグロビンやプラコフィリンに結合します。中間径フィラメントにも結合します。
プラコフィリン：アルマジロファミリーに属します。
中間径フィラメント: 細胞骨格として機能します。
ケラチン線維：上皮細胞に多く存在します。
デスミン線維：心筋細胞に存在します。

疾患

接着斑の異常は、様々な疾患を引き起こす可能性があります。特に、天疱瘡は接着斑の異常によって引き起こされる代表的な疾患です。また、接着斑タンパク質の変異は、皮膚病、不整脈、心筋症など、様々な疾患に関連しています。

不整脈源性右室心筋症 (ARVC): 接着斑のタンパク質の変異によって発症し、心室性不整脈や突然死の原因となります。
ナクソス病: 遺伝性の疾患で、掌蹠角皮症、心筋ミオパチー、毛髪の異常を特徴とします。

その他の関連疾患

接着斑タンパク質の異常は、多くの皮膚病と関連があり、研究が進められています。詳細については、「接着斑タンパク質が原因の皮膚病の一覧」などの項目を参照してください。

まとめ

接着斑は細胞同士を強固に結合させるための重要な構造体であり、その機能は様々な疾患と深く関連しています。分子レベルでの研究が進むにつれて、接着斑の異常が引き起こす疾患の解明が進み、新たな治療法の開発に繋がる事が期待されます。

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