Dans les interactions juxtacrine, les protéines de la cellule inductrice interagissent avec les protéines réceptrices des cellules répondantes adjacentes. L’inducteur ne diffuse pas à partir de la cellule qui le produit. Il existe trois types d’interactions juxtacrines:
1) Une protéine sur une cellule se lie au récepteur correspondant sur la cellule juste à côté.
2) Un récepteur d’une cellule se lie à son ligand sur la matrice extracellulaire émise par une autre cellule.
3) Le signal est transmis du cytoplasme d’une cellule à travers le cytoplasme à une cellule adjacente.
La signalisation juxtocrine est un type de communication intercellulaire transmise par des composants oligosaccharidiques, lipidiques ou protéiques d’une membrane cellulaire. De nombreux signaux juxtocrines affectent la cellule émettrice ou les cellules adjacentes à proximité. Un signal juxtocrinien se produit entre des cellules voisines qui ont de vastes plaques de membranes plasmiques étroitement opposées reliées par des canaux transmembranaires appelés connexons. Contrairement à d’autres types de signalisation cellulaire, comme la paracrine et le système endocrinien, la signalisation juxtacrine nécessite un contact physique entre les deux cellules impliquées.
Il existe trois types de modes de signalisation des interactions juxtacrines:
La Voie Notch
La matrice extracellulaire
Jonctions lacunaires
La Voie Notch
Les protéines Notch sont activées par des cellules qui expriment les protéines Delta, dentelées ou dentelées dans leurs membranes cellulaires et sont présentes dans la plupart des organismes multicellulaires. Une protéine entaillée s’étend à travers la membrane cellulaire et possède un compartiment externe exposé à l’extérieur, où elle entre en contact avec des protéines Delta, Dentelées ou dentelées qui dépassent d’une cellule adjacente. Lorsqu’elles sont attachées à l’un de ces ligands, les protéines Notch subissent un changement de conformation qui leur permet d’être coupées par une protéase. La partie clivée pénètre dans le noyau et se lie à un facteur de transcription inactif de la famille CSL. Lorsqu’ils sont liés à la protéine Notch, les facteurs de transcription CSL activent leurs gènes cibles.
Il existe quatre récepteurs notch différents chez les mammifères : NOTCH1, NOTCH2, NOTCH3 et NOTCH4. Le récepteur notch est une protéine réceptrice transmembranaire à passage unique.
Découvert en 1917 par Thomas Hunt Morgan, le gène Notch a été remarqué dans les lames d’ailes d’une souche de la mouche des fruits Drosophila melanogaster. Une analyse plus approfondie a été menée au fur et à mesure que l’analyse moléculaire et le séquençage ont eu lieu dans les années 1980.
La voie de signalisation d’une protéine Notch est importante pour la communication cellule-cellule qui a lieu pendant la vie embryonnaire et chez les adultes. Il joue un rôle dans:
1.) Fonction neuronale et développement
2.) Homéostasie valvulaire cardiaque ainsi que d’autres répercussions dans les troubles impliquant le système cardiovasculaire
3.) Spécification de la lignée cellulaire du pancréas endocrinien et exocrin
4.) Régulation du devenir cellulaire dans les glandes mammaires à plusieurs stades de développement
5.) stabilisation du destin endothélial artériel et de l’angiogenèse (croissance de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants).
6.) régulation de la communication cellulaire cruciale entre l’endocarde et le myocarde lors de la formation de la valve primordiale et du développement et de la différenciation ventriculaires.
7.) influençant les décisions du destin binaire des cellules – entre les lignées sécrétoires et absorbantes dans l’estomac
8.) l’expansion du compartiment des cellules souches hématopoïétiques pendant le développement osseux et la participation à la lignée ostéoblastique déduisant un rôle thérapeutique potentiel pour l’Entaille dans la régénération osseuse et l’ostéoporose
Maladie impliquant la signalisation de l’entaille comprennent: T-ALL (leucémie lymphoblastique aiguë à cellules T), CADASIL (Artériopathie Autosomique Dominante Celébrale avec Infarctus Sous-corticaux et Leucoencéphalophie), Sclérose en plaques (SEP), Tétralogie de Fallot, syndrome d’Alagile ainsi que d’autres maladies.
La Matrice extracellulaire comme Source de Signaux critiques de développement
La matrice extracellulaire est constituée de macromolécules sécrétées par les cellules dans leur environnement immédiat. Les macromolécules forment une région de matériel non cellulaire dans les régions entre les cellules. La matrice extracellulaire est composée de collagène, de protéoglycanes et d’une variété de molécules de glycoprotéines spécialisées telles que la fibronectine et la laminine. Ces deux molécules de glycoprotéines sont responsables de l’organisation de la matrice et des cellules en une structure ordonnée.
La fibronectine est un grand dimère de glycoprotéine synthétisé par de nombreux types cellulaires. Sa fonction est de servir de molécule adhésive générale reliant les cellules les unes aux autres et à d’autres substrats tels que le collagène et les protéoglycanes. Il possède plusieurs sites de liaison distincts et leur interaction avec des molécules appropriées entraîne un alignement correct des cellules avec la matrice extracellulaire.Fichier: Image de la protéine PBB FN1.jpg
La laminine avec le collagène de type IV est un composant majeur d’un type de matrice extracellulaire appelée lame basale. La laminine joue un rôle dans l’assemblage de la matrice extracellulaire, favorisant l’adhésion et la croissance des cellules, modifiant la forme des cellules et permettant la migration cellulaire. La capacité d’une cellule à se lier à la laminine et à la fibronectine dépend de son expression d’un récepteur membranaire cellulaire pour le site de liaison cellulaire de ces grosses molécules. Les complexes récepteurs de la fibronectine se lient à la fibronectine à l’extérieur de la cellule et lient les protéines du cytosquelette à l’intérieur de la cellule. Les complexes récepteurs de la fibronectine s’étendent sur la membrane cellulaire et unissent deux types de matrices. À l’extérieur, il se lie à la fibronectine de la matrice extracellulaire, tandis qu’à l’intérieur, il sert de site d’ancrage pour les microfilaments d’actine qui déplacent la cellule. Ces protéines réceptrices sont appelées intégrines car elles intègrent des échafaudages extracellulaires et intracellulaires, ce qui leur permet de travailler ensemble. Du côté extracellulaire, les intégrines se lient à une séquence arginine-lysine-aspartate (RGD), tandis que du côté cytoplasmique, les intégrines se lient à la taline et à l’alpha-actine, deux protéines qui se connectent aux filaments d’actine. La double liaison permet aux cellules de se déplacer en contractant des microfilaments d’actine contre une matrice extracellulaire fixe. La liaison des intégrines à la matrice extracellulaire peut stimuler la voie RTK-Ras. Lorsqu’une intégrine sur une membrane cellulaire d’une cellule se lie à la fibronection ou au collagène sécrété par une cellule voisine, les intégrines peuvent activer des cascades de tyrosine kinase à travers un complexe de type protéine adaptatrice qui relie les intégrines à une protéine Ras G. Transmission directe de signaux à travers des jonctions lacunaires
Les jonctions lacunaires, également appelées nexus, sont constituées de protéines de connexine et servent de canaux de communication entre les cellules adjacentes. Six connexines identiques dans le groupe membranaire constituent un connexon (hémicanal) et deux connexons constituent une jonction gap. Le complexe de canaux d’une cellule se connecte au complexe de canaux d’une autre cellule, ce qui permet de joindre le cytoplasme des deux cellules. Lorsque deux connexons identiques se réunissent pour former une jonction d’écart, on parle de jonction d’écart homotypique. Lorsqu’il y a un connexon homomère et un connexon hétéromère qui se rejoignent ou que deux connexons hétéromères se rejoignent, on parle de jonction d’écart hétérotypique. Les propriétés des jonctions d’interstices comprennent :
1.) Ils permettent une communication électrique directe entre les cellules
2.) Ils permettent une communication chimique entre les cellules par transmission de petits messagers de seconde
3.) Ils permettent aux molécules inférieures à 1000 Daltons de traverser
4.) S’assurer que les molécules et les courants passant par la jonction des interstices ne fuient pas dans l’espace intracellulaire.
