インテグリン
細胞伸展でのインテグリンの作用がよく解析されている。
細胞の外からインテグリンに作用して、細胞機能を調節(例、細胞接着)する「アウトサイド-イン(outside-in signaling)」様式と、逆に細胞内の情報を細胞外に伝える「インサイド-アウト(inside-out signaling)」様式の2方向がある。
後者の例は、細胞分裂の時で、細胞が基質から離れ(接着が解除され)、細胞は丸くなり、細胞分裂する。細胞分裂が終わると、2つになった細胞は再び伸展し、基質に接着する。細胞分裂の時、細胞内の事情で、細胞接着が解除されるのである。
「アウトサイド-イン」様式のステップを説明しよう。
細胞表面のインテグリンは、基質上の細胞接着分子に結合すると活性化され、細胞表面上で多数会合する。インテグリンの会合化に伴って(あるいは会合化の結果)、細胞内タンパク質のリン酸化、細胞内のpH変化、Caの細胞内流入が起こる。この時、テーリン(talin)、キンドリン(kindlin)、ビンキュリン、αアクチニン、パキシリン、FAKなどのアダプタータンパク質が細胞膜裏打ち構造を形成する。さらに、カベオリンやGタンパク質共役型受容体(G protein coupled receptor: GPCR)なども関与し、タンパク質リン酸化を伴う複雑な細胞内シグナル伝達を展開する。
形態的には、インテグリンクラスター部分に接着斑(adhesion plaque)が形成され、ここを起点に細胞内のミクロフィラメント(アクチン線維)の配向が起こる。それらの結果(あるいは同時進行で)、細胞の接着、伸展、移動、分化、増殖が引き起こされる。
非結合画分を洗い流した後、フィブロネクチンに結合する細胞膜タンパク質を、RGD配列を含むRGDペプチドで溶出した。すると、還元剤なし条件のSDS電気泳動で、分子量は140 kDaの1本のバンドが検出できた。フィブロネクチン・レセプタータンパク質を世界で最初に単離したのである。ポイントは、RGD配列を含むRGDペプチドで特異的に溶出させる手法を用いたことだった。
一方、全く別の方向からも、フィブロネクチン・レセプタータンパク質が見つかった。1970年代、ドイツのジョルジュ・J・F・ケーラーとアルゼンチン生まれのセーサル・ミルスタインがモノクローナル抗体の作製法を開発し、1984年、この開発でノーベル生理学・医学賞を受賞したが、1980年代初期には、世界の先端的研究室にモノクローナル抗体作製技術が普及し始めていた。
米国のホルビッツ(Horwitz AF)は、この技術を応用し、培養細胞の膜タンパク質に対するモノクローナル抗体を作り、フィブロネクチン上での細胞接着を阻害するモノクローナル抗体(想定抗原はフィブロネクチン・レセプタータンパク質)として、特定のハイブリドーマを選別した。その結果、JG22やCSATと命名されたモノクローナル抗体を得ていた。