ICAM-1

ICAM-1, diğer adı CD54, hücre içi adhezyon molekülü-1, bir hücrelerarası adhezyon molekülü. İnsanlarda ICAM1 geni ile ifade edilmektedir. Bu gen bağışıklık sistemi hücreleri ve endotel hücrelerin lüminal yüzeyinde bulunmakta olan bir hücre yüzey glikoproteinini ifade etmektedir. CD11a / CD 18 veya CD11b / CD18 tipi integrinlere bağlanmakta ve aynı zamanda rinovirüs reseptörüdür.
Yapı
ICAM-1 imünoglobülin süper ailesine aittir. Bu üstfamilya antikor, T-hücre reseptörleri gibi proteinlerden oluşmaktadır. ICAM-1 sitoplazma kısmında karboksi ucu ve hücre dışına bakan amino-ucu bulunan bir hücre transmembran proteinidir. ICAM-1in yapısı glikolizasyon ile karakterize edilmiştir. Proteinin ektraselüler kısmında protein yapısındaki disülfat köprüleri ile oluşmuş olan birçok döngü vardır. Proteinin baskın ikincil yapısı beta yapraklarından oluşmaktadır. ICAM-1in kendi içinde dimerizasyon kısımları olduğuna dair hipotezler bulunmaktadır.
İşlev
Bu genin ifade ettiği protein bir çeşit hücrelerarası adhezyon molekülü olup lökosit ve endotel hücrelerinde süreğen bir şekilde düşük yoğunlukta bulunmaktadır. Sitokin tetiklenmesini takiben bu yoğunluk artmaktadır. ICAM-1 interleukin-1 (IL-1) ve tümör nekroz faktör (TNF) ile tetiklenmektedir. Vasküler endotel, makrofaj ve lenfosit hücrelerinde ifade edilmektedir. ICAM-1 lökositlerde hücre yüzey reseptörü olan LFA-1 (integrin) ligandıdır. Bu aktive edildiğinde ICAM-1/LFA-1 ile lökositler endotel hücrelere bağlanmaktadır ve bu sayede dokuların içine girebilmektedir.
Hücre sinyalleşmesindeki rolü
ICAM-1 (hücrelerarası adhezyon molekülü-1, CD54) entotel ve lökositlerde hücre-hücre etkileşimlerinde ve lökositlerin doku içine sızmasında rol oynayan bir transmembran proteinidir. İnsan rinovirüslerinin ICAM-1i tanıyarak hücre için girdiği gözlemlenmiştir. ICAM-1in bağışıklık tepkisiyle olan ilişkisinden dolayı, ICAM-1in sinyal iletiminde rol oynadığı düşünülmektedir. ICAM-1 ligasyonu, içinde p56lyn de bulunan br dizi kinaz ile sinyal iletimi sağlayarak bağışıklık sisteminde lökositlerin aktive olmasını sağlayarak proinflamatuvar etki göstermektedir.
Diğer işlevleri
ICAM-1 ve çözünebilen ICAM-1 kan testis bariyerini oluşturan sıkı bağlantılar üzerinde antagonistik etki göstererek spermatogenezde büyük rol oynamaktadır.
Yapısındaki yüksek glikozilasyon ve diğer yapısal özellikleri ICAM-1ın birçok ligand için protein bağlanma bölgesi olarak işlev görmesini sağlamaktadır. ICAM-1 birçok bağışıklık ilişkili ligand için bağlanma bölgesine sahiptir. Bunlardan en dikkat çekici olanları makrofaj adhezyon ligandı (Mac-1; ITGB2 / ITGAM), lökosit foksiyonu ilişkili antijen-1 (LFA-1) ve fibrinojen. Bu üç proteinde genellikle endotel hücrelerde ya da lökositlerde ifade edilmektedir. Bunlar ekstravazsyon ve bağışıklık tepkisi sırasında ICAM-1e bağlanarak lökositlerin vasküler endotel dokudan göç etmesinde rol oynamaktadır. Bağlanma özelliklerinden dolayı ICAM-1 hücrelerarası adhezyon fonksiyonu ile yakın ilişkilendirilmiştir.
Araştırmacılar ICAM-1ın basit bir bağlanma molekülü olmasındansa insan rinovirüsünün (HRM) birçok hücre çeşidine girmesinde bağlanma bölgesi olarak işlev gördüğünü keşfetmişlerdir. ICAM-1 aynı zamanda plasmodium falciparum- enfekte olmuş eritrositlere (PFIE) karşı aifinitesiyle dikkat çekmektedir. Bu da onu enfeksiyon hastalıklarında önemli rol oynayan bir molekül haline getirmiştir.
ICAM-1in hücrelerarası adhezyon, ekstravazasyon ve enfeksiyondaki rolleri anlaşıldıktan sonra araştırmalar ICAM-1in sinyal iletimindeki etkisinin anlaşılması yönünde olmuştur. Bu yönde yapılan çalışmalar, ICAM-1in sinyal iletimindeki etkisinin yanı sıra bu iletimin mekanizması, ortam koşulları, görev alan sinyalleşme dizilerini de içermiştir. Bular sonucunda ICAM-1in sinyal iletiminde de rolü olduğu anlaşılmıştır. Bunun yanında, bu sinyal iletim sisteminin proinflamatuvar yolaklarla ilgisinin olduğu düşünülmektedir. Özellikle makrofajlar ve granülositler gibi bağışıklık hücrelerinin aktivasyonunda ICAM-1 sinyal iletimi sayesinde gerçekleştiği üzerinde durulmaktadır.
ICAM-1ın aynı zamanda lökositlerin endotel dokudan göçünde ICAM-2 ile rekabet ettiği ve pozitif geribildirim döngüsünde yer aldığı düşünülmektedir. ICAM-1 ligasyonu ICAM-1in ifade edilmesini hem mRNA hem de protein ifadesi seviyelerinde pozitif geribildirim döngüsü ile upregüle ettiği gösterilmiştir. Bunun yanında, RANTES (Regulated upon Activation Normal T-cell Expressed and Secreted) mRNA ve proteininin de ICAM-1 ligasyonu ile upregüle olduğu bulunmuştur. RANTES makrofajlar ve granülositler gibi birçok inflamatuvar bağışıklık hücresi için kemotaktik inflamatuvar düzenleyici bir sitokindir. Ancak ICAM-1 sinyalleşmesinin tam olarak çözülmesi için daha fazla çalışma yapılmalıdır.
ICAM-1in kanser gelişimindeki rolü
ICAM-1in kanser gelişimindeki rolü son yıllarda incelenmektedir. Yapılan bir çalışma ile ICAM-1 antijeninin prostat kanseri hücrelerinin metastatik aşamaya geçişinde rol oynadığı tespit edilmiştir.
Habis tümörlerde ICAM-1in yüksek derecede ifade edilmiş olduğu, Mültipl myelomda (MM) ise bunun ayrıca kemoterapiye dayanıklılık sağladığı görülmüştür. Bu çalışmada ICAM-1, integrin ß2 reseptörü ve muc1 moleküllerinin hücre tutunmasında rol oynadığı ve MM hücre proliferasyonu, hücre göçü, apoptoza dayanıklılık ve hücre tutunma molekülleri kaynaklı ilaç dayanıklılığına sebebiyet verdiği anlaşılmıştır.
T-lenfoblastik lenfoma hücrelerinde ICAM-1 proteininin fazla ifade edildiği ortaya çıkmıştır. Bu hücrelerde aynı zamanda hücre-hücre tutunmasının artışına rastlanmıştır.
Klinik önemi
ICAM-1in adı Subaraknoid kanama (SAH) hastalığında geçmektedir. Kontrol grubuna kıyasla SAH hastalarında ICAM-1 seviyesinin önemli miktarda fazla olduğu birçok çalışmada gösterilmiştir. ICAM-1in SAH hastalarının %70inde görülen ikincil bir semptomu olan serebral vazospazmla olan direkt ilişkisi gösterilmemişse de, anti ICAM-1 tedavisi bu hastalarda vazospazmı azaltmıştır.
Solunum yolundaki epitel hücrelerde ifade edilen ICAM-1 ise genel soğuk algınlıklarının etkeni olan rinovirüslerin tutunma bölgesidir.
ICAM-1 aynı zamanda oküler alerjilerde proinflamatuvar lenfositleri ve mast hücreleri aktive ederek tip 1 hipersensitivite reaksiyonuna yol açmaktadır.
Etkileşimler
ICAM-1in CD11a, EZR ve CD18 ile etkileşimde bulunduğu gösterilmiştir.