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細胞表面有許多受體，與其結合的物質（ligand）可分為可溶與不可溶於水兩類。與不可溶物質結合的受體對細胞彼此之附著相當重要。有些受體可與其他表面之類似受體結合（如cadherins），也有一類受體和胞外基質（extracellular matrix）結合，可使細胞嵌合在體內正確位置，而integrin便屬於後者，因此我們在此形容 integrin 為細胞外基質的受器。integrins是由α、β次單元膜蛋白組合而成，α、β次單元各為一個蛋白質，各擁有一個穿透膜的domain（single-trans membrane domain），雙體併成為integrins。其α、β次單元各有許多同型體 (isoforms)，可以組合成至少22種不同integrins作為細胞外基質的受體。它們與細胞外基質的蛋白質結合，而在細胞內的部分則與許多種細胞結構相關連性的蛋白質結合。當其與細胞外基質結合後，它們會彼此聚集，與一些細胞內蛋白質結合，共同形成一個附著點被稱為--focal adhesion 集中附著點，集中附著點為一巨大蛋白質複合物（見下圖，只顯示出細胞內蛋白質分子）。細胞外基質包括膠原蛋白質(collagens)及延展蛋白質(elastins)，與細胞外蛋白醣大分子(proteoglycans)，與附著性分子(例如fibronectins 及laminins)結合，附著性分子與其受器結合，integrins 即為附著性分子之受器。

引用資料來自: http://vschool.scu.edu.tw/biology/content/cytology/%E7%B4%B0%E8%83%9E%E5%A4%96%E5%9F%BA%E8%B3%AA%E7%9A%84%E5%8F%97%E5%99%A8.htm

由圖示我們可以看到integrin利用其β次單元使一些蛋白質的複合物聚集在一起，並決定了這些蛋白質和其後續引發之訊號的專一性。β次單元可以直接結合在細胞內的talin及α-actinin。talin是集中附著點的主要構造蛋白質，並與actin、vinculin和FAK結合。α-actinin是一個可將微絲(microfilament由G-actin組成) 兩兩 作聯結(cross- linked)的蛋白質，α-actinin並可與vinculin分子結合。vinculin集中附著點的含量最高的構造蛋白質，透過α-actinin與talin結合上 integrin，vinculin亦可與tensin和α-actin相結合；如此integrin和微絲細胞骨骼就連接在一起了。

      那麼integrin與訊號傳遞之關係又如何呢？FAK（focal adhesion kinase），一種非受體型的tyrosine kinase ，便在此過程扮演要角。FAK不具任何SH2或SH3 domains (SH2 domain for binding to phospho- tyrosine; SH3 domain for binding to proline-rich regions)，FAK如何能在不具這些domains的情況下固定在聚焦吸附處呢？實際上FAK是由其C端與talin和paxillin結合。一旦固定在該處後，FAK會在其第397個氨基酸tyrosine上自我磷酸化，此磷酸化之tyrosine便可與一非受體型之tyrosine kinase Src上之 SH2 domain結合。此時Src便可磷酸化FAK上三處胺基酸，其中之一便做為Grb2上SH2 domain之結合位。FAK上具有一些富含proline的區域，而這些區域便可與p130 CAS上之SH3 domain結合。p130CAS又可與其他一些蛋白質結合（諸如Crk及Nck），這些蛋白質便可以引發細胞內一些後續的訊號。此外，p130CAS本身之tyrosine則可被FAK-Src複合物磷酸化，做為與上述蛋白質之結合位。Src除了會對FAK，p130CAS進行磷酸化外，對paxillin 及tensin 也有相同功用。這兩種結構蛋白都可能參與了聚焦吸附的調控。

 目前知道Ras-MARK反應路徑可以是需要或不需要FAK的，而integrins是否會活化Ras呢？研究顯示integrins α-次單元位於胞外的區域可與其他膜上蛋白質結合，此蛋白質又會結合到Shc上。Shc上某些tyrosine若被磷酸化，其便可以將Grb2-SOS複合物帶至膜上並活化Ras。

ECM → integrins (plasma membrane) → FAK/Src

FAK/Src → PI 3-K → Akt → Cell survival

FAK/Src → Grb2/Sos → Ras → Erk → Gene expression / Cell Proliferation 

FAK/Src → Cas → Crk/C 3G → Rap 1? Cytoskeleton changes

FAK/Src → Paxillin → Crk ? → Rac → migration

FAK/Src → Paxillin → Crk ? → Rac → JNK → Gene expression 

FAK/Src ↔ CSK

      上述這些訊號傳遞作用和細胞週期之進行具有什麼相關呢？基本上細胞週期是由三件事調控，即生長刺激因子(mitogens 例如growth factors，cytokines )、與其他細胞之接觸(contact with other cells )、固著於基質層(anchorage to a substratum )。細胞週期之進行需要生長刺激因子，即這類訊號會使細胞進入細胞週期。然而細胞週期是受接觸抑制的(contact inhibtion)，所以當空間太小時，細胞便不會進入細胞週期。此外細胞也必須固著至某個基質層(例如透過ECM)，而integrin之重要性即在於此---它們調控了細胞週期之固著依存性（anchorage-dependence）。由上所述我們知道 mitogens 和integrins會一起協同調控細胞週期之進行，單獨一項是無法成功達成的。如果我們同時將細胞置於ECM上並給予生長因子（一種mitogens），細胞週期便會啟動。然而這對癌細胞而言又如何呢？癌細胞生長常為不依存生長刺激因子及基質層固著。

Reference:

Vuori, K. (1998). Journal of Membrane Biology 165: 191-199.